量子ハードウェアを最大活用するQSCI、グローバル商用展開フェーズへ

QSCI技術ポータル公開と公式パートナープログラム開始

量子コンピュータ向けソフトウェア開発を手がける株式会社QunaSys（本社：東京都文京区、代表取締役：楊 天任）は、独自量子アルゴリズム「Quantum-Selected Configuration Interaction（QSCI）」の商用展開を本格化し、ハードウェアベンダー向け公式パートナープログラムを開始しました。

QSCIは、NISQ（中規模・ノイズあり量子コンピュータ）環境において、スーパーコンピュータと組み合わせることによって従来十分に活用されてこなかった量子ビット資源を最大限活用する量子アルゴリズムです。現在、この手法をベースに量子HPCハイブリッドプラットフォームにおいてデファクトスタンダードになっている手法です。

2023年2月22日の論文発表（arXiv: 2302.11320）から3年。

研究フェーズを経て、現在は実装・最適化・商用活用の段階へと進んでいます。

量子ビットを「使い切る」アルゴリズムとしてのブレイクスルー

QSCIは、量子コンピュータの実機性能を引き出すための新たなアプローチを提示しました。

従来主流であったVQE（Variational Quantum Eigensolver）では、50量子ビット規模のハードウェアが存在しても、精度制約等により実際には数量子ビット分の利用にとどまるケースが多くありました。

QunSysはこの問題をいち早く認識し、QSCIを開発しました。それは、

• 量子コンピュータが得意とする「サンプリング」

• 古典コンピュータが得意とする「大規模行列演算」

を高度に組み合わせることで、量子コンピュータのポテンシャルを大幅に活用する手法です。

その有効性は、理化学研究所やIBMによる取り組みにおいても実証されています【リンク】。スーパーコンピュータ「富岳」とIBM量子プロセッサを連携させたハイブリッド計算デモにおいて、QSCI（およびエラー軽減を組み合わせたSQD手法）が活用されました。

現在、QSCIは量子化学のみならず、最適化問題などへの応用も進んでいます。

本図は、量子コンピュータ実機において実証された量子ビット数の拡大を示しています。近年は、ハードウェア性能の向上に加え、アルゴリズムの高度化が実機で扱える問題規模を大きく押し上げています。
特にQSCIは、従来手法と比較してより大規模な問題を実機上で実証しており、量子コンピューティングの実用領域拡大を牽引するアプローチであることがわかります。

世界的に広がるQSCIエコシステム

発表以降、QSCIは基礎アルゴリズムとして国内外で採用され、多数の派生研究が生まれています。

• 初期状態準備（State Preparation）

• ノイズ耐性向上

• 部分空間構成の高度化

• AFQMC・摂動論とのハイブリッド化

近年では、時間発展法を用いた初期状態準備に関する研究が慶應義塾大学、QunaSys、IBMから相次いで発表されるなど、国際的な研究潮流が形成されています。

これらの成果を体系的に整理した「Awesome QSCI」を公開しました。

Awesome QSCIは、QSCI活用を検討する企業にとって、技術成熟度と発展性を俯瞰できるポータルサイトとなります。また、QSCIとSQDの違いを理解するための基礎情報も掲載しています。

▶ Awesome QSCI

https://awesome-qsci.qunasys.com/

商用展開を加速する「公式パートナープログラム」

研究・実証が進む一方で、実運用においては以下の課題が存在しています。

• ハードウェアごとの最適実装

• 契約・IP整理の複雑さ

• ユーザー企業の導入障壁

QunaSysはこれらを解消し、QSCIの商用利用を加速するため、ハードウェアベンダー向け公式パートナープログラムを開始します。

本プログラムでは、以下を提供します。

1. 技術共同最適化

   最先端研究知見の共有および次世代ハードウェア設計へのフィードバック

2. 有力ユーザーへの伴走実装

   QPARCを含む顧客基盤に対し、認定ハードウェアとして公式推奨

3. IPクリアランスの包括提供

   サブライセンス権を含むパッケージにより商用導入を円滑化

4. グローバル共同PR

   成果・ロードマップの共同発信による市場認知向上

QSCI対応は、量子ハードウェアの性能を示す具体的ユースケースとして、市場での差別化に直結します。本プログラムを通じ、ソフトウェアとハードウェアの統合的な価値創出を目指します。

代表取締役 楊 天任 コメント

「量子コンピュータの実用化において重要なのは、ハードウェアの進化だけでなく、その性能を最大限引き出すアルゴリズムです。QSCIはその象徴的な成果の一つです。

しかし、私たちが目指すのは、化学R&Dの研究速度を10倍、100倍へと加速することです。現在のQSCIの限界も直視しながら、量子の真の実用化に向けて必要な壁を突破していきます。」

今後について

QSCIは研究成果の蓄積段階から、商用エコシステム形成フェーズへと移行しました。

先行的に取り組む企業様との連携を優先的に進めています。

次世代量子ハードウェアの性能を最大化し、産業応用を加速させたい企業様は、ぜひQunaSysと共に次の一歩をご検討ください。

▶ ハードウェアベンダー様　QSCI公式パートナープログラムへの参加をご検討の方

▶ QSCIを活用したPoC・導入をご検討中の企業様　研究支援・実装に関するご相談

こちらまでご連絡ください。

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