理化学研究所（理研）と米国の量子コンピュータ企業クオンティニュアム（本社・米コロラド州）は11月10日、理研和光地区（埼玉県和光市）に設置しているクオンティニュアム製の量子コンピュータ「黎明（れいめい）」を新機種「System Model H2」へ更新したと発表した。全結合の56量子ビットを備え、古典コンピュータでは再現の難しい、より複雑な量子の系を扱えるようになったという。両者は連携を広げる覚書（MOU）を結び、ソフトバンクを加えた3者でも、量子コンピュータを国内のAIデータセンターにつなぐ方策を検討する覚書を結んだ。
56量子ビットを「全結合」で備える
量子コンピュータは、0と1を同時に重ね合わせた状態をとれる「量子ビット」を使って計算する。黎明はクオンティニュアムが開発した「イオントラップ型」で、電場で空中に閉じ込めたイオン（電気を帯びた原子）1個ずつを量子ビットとして使う。理研の発表によると、今回の更新で黎明は「全結合」された56量子ビットを備えた。全結合とは、どの2つの量子ビットの間でも直接2量子ビットの演算ができることを指し、量子ビットの物理的な配置に縛られずに計算を組める。
理研計算科学研究センターの佐藤三久・量子HPC連携プラットフォーム部門長は、更新後の黎明では、前の「System Model H1」では難しかった、より複雑で大規模な科学の課題に取り組めるようになるとのコメントを出した。クオンティニュアムの発表は、今回の更新によって理研の量子・スーパーコンピュータの連携基盤が同種の中で世界で最も高い能力を持つと説明している。
黎明は、経済産業省所管の新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託事業「計算可能領域の開拓のための量子・スパコン連携プラットフォームの研究開発」（通称JHPC-quantumプロジェクト、研究代表者・佐藤氏）の一環として和光地区に置かれた。理研とクオンティニュアムは2025年2月12日に設置完了を発表している。ただし更新後の黎明は、まだ運用開始前の「試用期間」にある。正式な運用開始の時期は、今回の発表には書かれていない。
量子のデータでAIを学習させる
理研とクオンティニュアムは2者の覚書に基づき、理研が掲げる「AI for Science」（AIを使った科学研究）で量子コンピュータを活用する方法を共同で検討する。両者は試用期間を使って、すでに2つの研究を進めている。
1つ目は材料の磁性の計算である。黎明で生成した量子のデータを使い、理研のGPUスーパーコンピュータ「ROQUO（ろっこう）」でAIのモデルを学習させ、磁性のシミュレーションに使っている。発表によると、初期の結果からは、このモデルが古典コンピュータのシミュレーションのデータだけで学習したモデルより正確に予測でき、量子コンピュータ単体より高い精度で予測できる可能性が示されたという。両者は、原子の水準で磁性の理解が進めば、超高磁場のMRIや電力網向けの材料開発につながるとしている。
2つ目は生体分子の計算で、黎明と「富岳」、ROQUO上で動く米NVIDIAの「進化型AIエージェント」を組み合わせ、光に反応する複雑な生体分子のシミュレーションを目指す。生体分子が光にどう応答するかが分かれば、効率の高い太陽電池の設計に役立つ可能性があるという。
ただ、クオンティニュアムは発表の末尾で、これらの結果は実験的な環境で得た初期のもので、大規模な計算や商用の利用で確かめられるとは限らないと注記している。
富岳・ROQUO・IBM機と組む連携基盤
黎明が使われるのは、理研がJHPC-quantumプロジェクトで組み上げている、量子コンピュータとスーパーコンピュータの連携基盤の中である。理研の6月19日の発表によると、神戸市の計算科学研究センターには富岳、米IBM製の超伝導型量子コンピュータ「ibm_kobe」、ROQUOがそろい、学術情報ネットワーク「SINET」を通じて和光市の黎明や大阪大学、東京大学、ソフトバンクとつながる。
| 計算機 | 方式・構成 | 設置場所 | 主な経緯・役割 |
|---|---|---|---|
| 黎明 | イオントラップ型量子コンピュータ（全結合56量子ビット） | 理研和光地区（埼玉県和光市） | 2025年2月に設置完了を発表、2026年11月にSystem Model H2へ更新 |
| ROQUO | GPUスーパーコンピュータ（計算ノード135台・GPU540基） | 計算科学研究センター（神戸市） | 2026年6月に運用開始 |
| ibm_kobe | 超伝導型量子コンピュータ（IBM Quantum System Two） | 計算科学研究センター（神戸市） | 富岳・ROQUOと直接つながる |
| 富岳 | スーパーコンピュータ | 計算科学研究センター（神戸市） | 2021年3月に共用開始 |
ROQUOは米NVIDIAのGPUを計540基積み、運用準備の性能測定では倍精度の演算で19.80ペタフロップス（1ペタは1000兆）を記録した。理研はROQUOの役割を、量子コンピュータと組み合わせる計算のうち、スーパーコンピュータの側を担う中核の基盤と位置づけている。
量子コンピュータの分野では、誤りを訂正しながら大規模な計算を正しく実行できる「誤り耐性量子コンピュータ（FTQC）」の実現が各国の目標になっている。本紙が9月に報じた量子コンピュータをつなぐ光の並列接続、世界最多の10本に 阪大・NICT・浜松ホトニクス 1台1万量子ビットの上限を超えるための一歩も、そのための基礎技術の一つだ。理研とクオンティニュアムは今回の覚書で、国内の大学・研究機関や部素材のメーカーが加わる「Made with Japan」のFTQC開発に取り組むとした。クオンティニュアムの量子技術と国内の研究・製造の知見を組み合わせ、黎明の導入と運用で得た経験を生かすという。
ソフトバンクと商用サービスを検討
3者の覚書は、2者の覚書とは別に結んだ。理研、クオンティニュアム、ソフトバンクは、量子コンピュータを国内のAIデータセンターにつなぐ方策を検討し、インフラの整備状況を評価する。そのうえで、つないだシステムによる商用の「量子・AIハイブリッド計算」サービスが成り立つかを検討し、研究者に限らず幅広い利用者が使える環境を目指すとしている。
ソフトバンクと理研は2025年9月29日、SINETへの接続サービスを使って、ソフトバンクのAI計算基盤と理研が運用する量子コンピュータの相互接続を同年10月に始めると発表していた。今回の覚書は、その接続を商用サービスに広げられるかを3者で探る段階に進めるものとなる。
ソフトバンクの小林丈記執行役員は、量子とAIを組み合わせた計算を多くの人に使ってもらうには、利用者がふだん使うインフラに組み込まれることが重要だとして、AIデータセンターが橋渡し役をどう担えるかを検討するとのコメントを出した。クオンティニュアムのラジーブ・ハズラ最高経営責任者（CEO）も、ソフトバンクと協力して日本のAIデータセンターを通じて産業界がこうした計算能力を使える道を探るとしている。いずれも検討の段階で、サービスの開始時期や料金は示されていない。
日米の「ジェネシス・ミッション」とも連動
理研は今回の連携について、米国の「ジェネシス・ミッション」のもとで計画されている10億米ドル規模の日米パートナーシップなど、AIを活用した科学的発見を進める日米の取り組みとも「軌を一にする」と説明している。
ジェネシス・ミッションは、AIを使って科学研究を加速させる米国の国家プロジェクトである。理研の五神真理事長のメッセージによると、米東部時間の2026年6月4日、日本の文部科学省・経済産業省と米国エネルギー省が、このミッションで日米が戦略的なパートナーシップを築くとする意向表明書に署名した。五神理事長は、日本がこのプロジェクトの最初の国際パートナーと位置づけられたことを歓迎するとしていた。
理研は11月10日の発表で、今回の連携が日本の量子分野における長期的な主導的立場を支えるものだとしている。ただ、覚書で決まったのは共同の研究と検討を始めることまでで、FTQCの開発規模や目標の時期、商用サービスの形は示されていない。更新した黎明の運用開始と、3者の検討がどのような形で示されるかが次の段階になる。