QunaSysと鴻海（ホンハイ）研究院、共同研究成果と量子計算分野での協力強化を発表

量子化学シミュレーションの効率と拡張性を高める新しいフェルミオン符号化手法を開発

コペンハーゲン（デンマーク）、台北（台湾）

量子アルゴリズムのリーディングカンパニーである株式会社QunaSys（以下、QunaSys）と、鴻海精密工業（Foxconn）の研究部門である鴻海研究院（Hon Hai Research Institute, HHRI）は、共同研究論文

「Neural Network Assisted Fermionic Compression Encoding:

A Lossy-QSCI Framework for Scalable Quantum Chemistry Simulations」

が国際学術誌 Physical Review Research に採択されたことを発表しました。

本研究は、両者が2024年に発表したフェルミオン符号化法の共同開発に続く最初の成果であり、先進的なフェルミオン符号化とニューラルネットワークによる補助デコーディングを組み合わせることで、効率的かつ拡張性の高い量子化学シミュレーションを実現する新しいフレームワークを提示しています。分子系での実証実験により、従来より少ない量子ビットと軽い計算負荷で高精度な計算を実現できることを確認し、近未来の量子コンピュータや将来の誤り耐性量子コンピューティング（FTQC）応用に向けた実用的な道筋を開きました。

Lossy-QSCIの中核設計

本研究の中核をなすLossy-QSCIアーキテクチャでは、鴻海研究院が開発したRLE(Random Linear Encoder)手法によりVQE(Variational Quantum Eigensolver)計算に必要なリソースを効果的に圧縮し、QunaSysが開発したQSCI(Quantum Selected Configuration Interaction）アルゴリズムの効率をさらに高めています。

従来の量子化学シミュレーションは、大量の量子ビットや計算資源を必要とし、現行の量子ハードウェアの計算能力の限界を超えることが知られていました。この課題に対応するため、QunaSysはQSCIを提案し、その後IBMがサンプリングベースの量子対角化（SQD: Sampling-based Quantum Diagonalization）として拡張し、76量子ビット規模のシミュレーションを実証しています。

同時に、従来の化学知識に基づく古典的手法と比較した場合、QSCIの量子優位性は数値的な課題が残っており、依然として議論の余地がありました。そこで、QunaSysと鴻海研究院の研究チームは鴻海研究院の特許技術を活用し、新たに「フェルミオン圧縮符号化」フレームワークを提案し、さらに機械学習による補助デコーディングを組み合わせる試みを行いました。このアプローチにより、既知の化学知識を利用して分子システムの情報を圧縮しつつ、シミュレーション精度を維持できることが示されました。

産業への応用可能性

このブレイクスルーは、産業界に大きな価値をもたらす可能性を秘めています。製薬分野では新薬分子設計の加速、材料科学や再生可能エネルギー分野では次世代電池、触媒、先進材料のシミュレーションと発見を高速化することが可能になります。また、現行の量子ハードウェアの制約を補い、近い将来の実用的な応用の可能性を開くとともに、将来的なFTQCへの基盤を提供します。本研究はAIと量子科学の融合を示すものであり、産業への量子計算導入に向けた具体的かつ実行可能な道筋を示します。

今後の展望

QunaSysと鴻海研究院は今後も協力を強化し、以下の取り組みを推進してまいります。

• 産業に明確な利益をもたらす量子アルゴリズムの実用的ユースケースの特定

• それらのユースケースに最適化された新しい量子アルゴリズムの開発

• 開発したアルゴリズムの実世界アプリケーションや製品ラインへの統合

これらの取り組みを通じて、量子研究の成果を産業の価値に直結させ、量子技術の普及と採用を加速させることを目指します。

QunaSysについて

QunaSysは2018年に日本で創業し、2023年に欧州拠点を拡大しました。量子化学と材料分野を専門とし、QURIシリーズのソフトウェアと量子アルゴリズム開発を通じて、トップクラスの大学や産業パートナーと協力しています。研究開発、ソフトウェア開発、コンサルティングサービスまでワンストップのサポートを提供し、顧客の量子アルゴリズム評価、実装を支援しています。

鴻海研究院(HHRI)について

鴻海研究院(HHRI)は2020年に鴻海科技集団の下に設立され、5つの研究所と1つの研究室で構成されています。各部門には、3年から7年先を見据えた先進技術に焦点を当てた高度技術研究の専門家が配置されており、鴻海の長期的な技術・製品イノベーションの強化、グループの「インテリジェンス主導」への転換支援、および鴻海の「3+3+3」事業戦略の競争力向上を目指しています。

Physical Review Researchについて

Physical Review Research は米国物理学会（American Physical Society, APS）が2019年に創刊した学術誌で、物理学および学際領域における最先端研究を発表しています。幅広い分野を対象とし、高い可視性を誇ることで、科学的成果を迅速に国際的に発信してきました。最新の Journal Citation Reports によれば、インパクトファクターは約4.5で、物理および学際分野において上位25%に位置するジャーナルとして、強く安定した影響力を維持しています。

---

本プレスリリースに関するお問い合わせは、以下までご連絡ください。

株式会社QunaSys 広報担当 (email: [e-mail])