新一代高速電腦——量子電腦的開發競爭日趨激烈。面對尋求在2029年之前「最先完成」的谷歌等美國企業，中國企業正發起猛追。日本以外的新興企業和富士通等日本企業也都在憑藉自主技術提升存在感。採用量子技術的計算將在新藥開發和密碼破解等方面打破傳統電腦的極限，對産業界和國家安全保障戰略産生的影響巨大。

             

       

      「這是非常具有挑戰性的嘗試」，5月，在谷歌召開的開發人員會議上，該公司首席執行官（CEO）桑德爾·皮查伊披露了正在推進的量子電腦的開發計劃。目標是2029年「完成」。

  

      谷歌2019年利用量子電腦以3分20秒的解決了最尖端超級電腦需要花1萬年解決的問題，成功實現了被稱為「量子霸權」的突破性進展。不過，當時使用的是生成隨機數的特殊問題，缺乏實用性。

     

      今後瞄準的是實現可以解決現有電腦束手無策的各種難題的「作為通用産品的量子電腦」。谷歌尋求在為解決氣候變化問題開闢道路的材料和抑制傳染病的全球大流行的藥物開發方面促進革新。

  

      此前，量子電腦達到完成的水準被認為要等到20年後。谷歌則設想10年以內達到。所需的投資額預計達到數十億美元規模。

  

      採用數字電路的傳統電腦以0或1的「位（bit）」為單位進行計算，而量子電腦則使用既是0又是1的「量子位」。它可以批量處理龐大的數據，以較少計算導出答案。蘊含著用數分鐘解答超級電腦需要花費數億年的問題等的破壞力。

  

      不過，要解決設想的難題，現在「不足100」的量子位數還不夠。谷歌將大幅增加至「100萬」量子位。還將克服計算時出錯這一最大的難題。

   

      如果增加量子位，佈線和控制將變得困難。正如現在的電腦隨著電晶體的問世而實現飛躍式發展一樣，需要實現邁向「大規模化」的技術創新。

      

      面對較高的阻礙，谷歌在美國加利福尼亞州聖巴巴拉新設了研究基地，將加強研發體制。

    

谷歌在加利福尼亞州擁有專門研究所（谷歌提供）

          

     美國IBM也將加快開發。計劃將量子位的數量從現在的65個到2023年增至1000個以上。為了不輸給谷歌，將加緊應對出錯問題。

    

      能製造量子電腦的企業在世界範圍內屈指可數，美國具有壓倒性的存在感。谷歌和IBM一直在以電阻為零的超導電路進行計算的技術領域主導開發，但中國已開始威脅這一地位。

       

中國科學技術大學2020年實現「量子霸權」（研發團隊提供）

  

      中國科學技術大學（中科大）5月宣佈開發出了超導量子電腦「祖沖之號」。雖然仍是試製水準，但量子位數達到62個，屬於世界頂尖水準。這是在中國被稱為「量子之父」的潘建偉等人的研究成果，在擁有世界權威的美國科研期刊《Science（科學）》雜誌上刊登了論文。

  

      除了超導方式之外，中科大還在2020年以採用光子的方式繼谷歌之後實現了量子霸權。可見中國正在迅速提升實力。

  

      中國的大型企業方面，阿里巴巴集團也將開發量子電腦。2015年，阿里巴巴與中國科學院成立了「量子計算實驗室」。2018年推出了能通過雲平臺利用的服務，似乎正在擴大行動。

    

     

      如果借助量子電腦開發出劃時代的電池和藥物，企業的競爭環境也將明顯改變。如果發展到終極水準，將能夠破解支撐目前網際網路通信的密碼，還將影響安全保障。掌握量子技術的國家將掌握今後的高科技主導權。

  

      新興勢力的崛起也很突出。代表性的例子是軟銀願景基金出資的美國IonQ 。開發的技術是利用帶電原子（離子）來生成量子位，屬於被稱為「離子阱(Ion trap)」的方式。

  

      離子方式具備穩定性高等優點，拓展量子電腦相關業務的日本blueqat（位於東京文京區）的CEO湊雄一郎指出「技術迅速進步，全球的關注正在提高」。

   

      波士頓諮詢（BCG）的數據顯示，量子電腦蘊含著到2050年創造最多8500億美元利潤的可能性。即使硬體未完成開發，也有望在數年內局部應用於工業，力爭儘早引進的企業的競爭也很活躍。

  

      日企通過「模擬量子電腦」提高存在感　

    

      美國谷歌等將推進被稱為「量子門」方式的量子電腦的開發。而在日本，富士通2020年啟動了相同方式的開發。雖然能用於通常的計算，但開發難度高。

   

      還存在有望儘早得到應用、被稱為「量子退火(Quantum annealing)」的方式。這是基於東京工業大學特任教授西森秀稔等人的研究而誕生的技術，尤其在日本備受期待。加拿大的D-Wave Systems正在開發，將推進市場開拓，NEC也將啟動研究。特點是能快速從龐大的選項之中找出最佳答案，還被稱為特化型量子電腦。

   

      與量子退火方式形成競爭的是富士通、日立製作所和東芝積極發展的「模擬量子電腦」。兩者在高效發現組合的最佳答案這一點上相同，但在硬體採用現有電腦的技術這一點上有所不同。由於引入了量子退火的原理等，因此使用了「模擬」一詞。

 

      雖説是特化型，但應用範圍廣泛，包括物流、醫療和金融等。日本製藥企業PeptiDream在新型冠狀病毒治療藥開發方面應用了富士通的模擬量子電腦。據稱，模擬量子電腦從龐大數量的化合物中找出候選藥物，將原本研究人員重覆做實驗、需要用約半年時間來摸索的工作縮短為半天左右。

  

      KDDI綜合研究所利用日立的技術，實施了從基地台和頻帶的龐大組合中，給各通訊運營商快速分配電波的計算。將時間縮短為此前方式的2000分之1。東芝則啟動了將其用於股票市場的超高頻交易（HFT）的驗證。

   

      日本經濟新聞（中文版：日經中文網）生川曉、下野裕太、大越優樹

 

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