2019年10月にGoogleが量子コンピューターによる「量子超越性」を実証（反論はあるものの）したことをきっかけに、量子コンピュータの実現化・社会実装に注目が集まっております。 本資料は、自分および社内向けスタディとして量子コンピュータの全体感を纏めたものです。業界理解やディスカッションの材料としてご活用いただければ幸いです。 ご質問/ディスカッションのご要望などございましたら、Twitter/Facebookなどでご連絡ください。

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量子コンピュータ
の最新動向
（2020年1月時点）

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目次
1. 量子コンピュータ概要・市場トレンド
2. スタートアップ/VC投資の動向

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1. 量子コンピュータ概要・市場トレンド

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Source: 日経コンピュータ「量子コンピュータ 9000兆倍の破壊力」（ https://tech.nikkeibp.co.jp/it/atcl/ncd/17/061500028/ ）、各種2次情報
量子コンピュータとは？
• 量子力学的な重ね合わせを用いて並列性を実現するとされるコンピュータ
• 古典コンピュータに比べ、1億倍以上の速度で処理できる可能性あり
超伝導チップ：Google「Sycamore」
D-Wave「D-Wave 2000Q1)」
1) 2000量子ビット。システム価格は$15million@2017年
PCと比べ圧倒的な処理速度超伝導チップと本体
例.渋滞解消：クルマ1台で3通りであれば、10台で組み合わせ6万
通り、20台で35億通り、30台では200兆通りと膨大

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4Source: 日経×Tech「グーグル対IBMの量子超越性論争が再燃、「勝利できる」とグーグル責任者が自信」
(https://tech.nikkeibp.co.jp/atcl/nxt/column/18/01138/121200002/)
（参考）Googleが量子超越性を実証？
• 19年10月に量子乱数生成の演算において、量子＞古典を実証できたとGoogleが発表。
IBMなどは量子超越性とまでは言えないと反論
量子コンピュータが従来型のコンピュータでは
実現不可能な計算能力を備えていることを示すこと
量子超越性とは？ Googleに量子超越性の実証
19年10月23日、英Natureにて独自開発した量子プロセッサ
「Sycamore1)」で量子乱数生成の演算を実行し、現時点の古典
コンピュータが1万年かかる計算を200秒で実行できたと公表
一方、IBMは古典コンピュータの計算期間が「2日半」だと見積もり、
「量子コンピュータはまだ古典コンピュータで再現できる範囲にある」
と主張している..
量子コンピュータが古典コンピュータを超える
量子超越性を達成したと主張
1) 53量子ビットで演算
量子コンピュータ 古典コンピュータ

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Source: BayCurrent「世界を一変させうる量子コンピュータ」( https://digital.baycurrent.co.jp/article/archives/43)
量子コンピュータはなぜ早い？
• 量子ビットは重ね合わせ状態により、ビット数をN上げると2N倍の速度で処理可能
×8倍速

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6Source: Yahoo「ゲート方式量子コンピュータの概要」、「次世代コンピュータとして注目を集める量子アニーリング」
(https://www.netone.co.jp/report/column/column1/20191127.html)
（参考）量子コンピュータの仕組み（現象）
• 「量子重ね合わせ」「量子もつれ」「トンネル効果」が高速演算の鍵
ある一つの量子の状態が、別の量子の
状態に依存する現象。量子ビットのど
ちらか一方の値が観測により決まると、
もう一方の量子ビットの値も決まる
量子重ね合わせ 量子もつれ トンネル効果
1つの量子が、上向きスピンと下向き
スピンの2つの状態を同時に保有する
こと
古典力学では超える事の出来ない領域
を通り抜けてしまう現象。エネルギー
の山を越えてよりエネルギーの低い谷
に瞬間移動する

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Source: MDR「量子コンピュータのためのソフトウェア・ミドルウェアのフルスタックコンポーネント」
量子コンピュータは大きく4レイヤーで区分
• アプリケーション、ライブラリ、ミドルウェア/OS、ハードウェアで区分される
＜量子コンピュータのレイヤーとMDRのビジネス領域＞
大手企業や大手ベンチャーがハードウェアを提供し、ベンチャー企業がソフトウェアを担当するのが一般的

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Source: BayCurrent「世界を一変させうる量子コンピュータ」( https://digital.baycurrent.co.jp/article/archives/43)
量子コンピュータ（ハード）は大きく2種類
• 量子ゲート方式（汎用型）と量子イジングモデル方式（特化型）の2カテゴリー
少ない量子ビット数で
誤り訂正のないものを
NISQ1)と呼ぶ
1) NISQ: Noisy Intermediate-Scale Quantum
量子コンピュータは計算過程にデコヒーレンス（0/1の2つの状態を取る重ね合わせ状態が壊れる、エラーに繋がる）
が起こるため、正しい計算を実行するためには誤り訂正が必要

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9Source: QunaSys「量子コンピュータの基礎から応用先まで」
（参考）量子ゲート方式の種類（1/2）

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10Source: QunaSys「量子コンピュータの基礎から応用先まで」
（参考）量子ゲート方式の種類（2/2）

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11Source: JST研究開発戦略センター「世界が注目量子コンピュータの最先端と未来」
量子コンピュータはNISQ時代へ
• GoogleやIBM、IonQ、Rigettiは量子ビット数が50以上のチップ作製に成功しており、
足元ではNISQの利用可能領域の探索が活発

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国内で注目度の高いアニーリングも実用化には課題あり
• MDR湊氏「アニーリングは、実際に使ってみると巡回セールスマン問題が全然
解けない。4都市の問題でも解けるかどうか怪しい」
• 大関教授「量子アニーリングは巡回セールスマン問題を解くのに向いていない」
Source: IT Media

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（参考）海外プレイヤーの注力ハード領域
• 日本では量子アニーリングでの組み合わせ最適化に注力しているプレイヤーが多いが、
海外では少ない...D-Waveも近年は、組み合わせ最適化より機械学習に注力？
Source: 量子コンピュータエンジニア始めて5年が経った(https://qiita.com/YuichiroMinato/items/7192a15505d15409e904)
過去、D-Waveと共同開発
を進めていたが、近年は研
究報告・リリースなどなし
機械学習用途以外、
量子ゲートへシフト

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14Source: JST研究開発戦略センター「世界が注目!?量子コンピュータの最先端と未来」、BCG「The-Next-Decade-in-Quantum-Computing」
多くのスタートアップがソフトウェアを積極開発
• GoogleやIBMなど大手は一気通貫で開発を実施。一方、多くの振興プレイヤーは、
ハードまたはソフトのどちらかにフォーカス
量子ソフトウェアの開発環境

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15Source: ZDNet Japan「AWSが量子コンピューティングサービス「Amazon Braket」発表」(https://japan.zdnet.com/article/35146275/)、
Aws!Azure!IBM!量子コンピュータのはじめかた2019年末編(https://qiita.com/YuichiroMinato/items/6cf933702a552a6eb6ff)
Amazonを始め大手ITが開発PFに参入
• 19年12月、D-Wave Systems/IonQ/Rigettiの量子コンピュータを単一の環境から
リモートで実行可能なプラットフォーム（PF）「Amazon Braket」を展開
• 同様にMicrosoftはHoneywell/IonQ/qci超電導、IBMは自社超電導デバイス＋
インスブルックイオントラップを利用できるPFを提供
量子コンピューティング技術者やコンサルティン
グパートナーとのマッチングプログラム
「Amazon Quantum Solutions Lab」を提供

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Source: BCG「The-Next-Decade-in-Quantum-Computing」
量子コンピュータのユースケース候補
• ハイテク（機械学習など）/自動車/化学/金融/エネルギー等、幅広い産業で利用可能
• 足元、量子アニーリングでは物流などでの実用化検討、量子ゲートではNISQの
量子化学や量子機械学習への応用の研究が進む
足元の取組は...
• 化学：量子化学エネルギー準位
計算
• 機械学習：教師あり/なし学習
etc
量子アニーリング
量子ゲート（NISQ）
• 物流：配送ルート最適化
• 自動車：交通最適化
• 機械学習：制限ボルツマン
マシンの学習 etc

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17Source: JST研究開発戦略センター「世界が注目!?量子コンピュータの最先端と未来」
（参考）量子コンピュータ：主要アルゴリズム

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18Source: : Market Research Media(https://www.marketresearchmedia.com/?p=850), Homeland Security
Research(http://homelandsecurityresearch.com/Quantum+Computing+Market+and+Technologies)
量子コンピュータの市場規模は1兆円圏内
• 世界の量子コンピュータ市場は2024年に$8.5Bn.(約1兆円）の見込み
2020
$5Bn.
2024
$8.5Bn.
CAGR
+15%

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2. スタートアップ/VC投資の動向

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Source: Crunchbase
量子コンピュータベンチャーへの投資は拡大基調
• 19年は光量子やイオントラップといった量子ゲート型ハードへの投資が活発だった
ハード/ソフトにおける累計調達額Top5年別投資金額・件数推移
企業 累計調達額 主要投資家
ソ
フ
ト
ハ
ー
ド
230百万ドル • Playground Global
119百万ドル
• Seabed VC
• Streamlined Ventures
• Alchemist Accelerator
35百万ドル
• Granpool
• CME Ventures
• Singularity University Ventures
31百万ドル
• BASF Venture Capital
• Comcast Ventures
• Pitango Venture Capital
29百万ドル
• Government of Canada
• RBC Capital
• Bank of Montreal
27百万ドル • Shasta Ventures
205百万ドル
75百万ドル
• A&E Investment
• ACME Capital
• Amazon
36百万ドル
• Sustainable Development
Technology Canada
• OMERS Ventures
22百万ドル
• －
0
5
10
15
20
25
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
2015 2016 2017 2018 2019
調達額 調達社数(右軸)
[百万USD] [件]
19年調達
光量子
19年調達
ｲｵﾝﾄﾗｯﾌﾟ
• PenderFund Capital Management
• 180 Degree Capital
• BC Investment Management

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21Source: Entrepedia
国内量子コンピュータベンチャーへの投資
• 国内ベンチャー企業の多くはアニーリング量子コンピュータの実用化を目指し、
資金調達に成功している模様
会社 総調達総額
ラウンド/
Exit
主要投資家
不明 • 不明SeriesA？
5億円
不明
2億円 • SBIインベストメント
• スパークス・グループ
• ANRI 等
SeriesA
11億円
• WiL
• 大和企業投資
• ドーガン・ベータ
SeriesC
3億円
• グローバル・ブレイン
• ANRI
• 新生企業投資
SeriesA
事業概要
量子コンピュータを一般の人が簡便に使えるようにするアプリケーションの開発事業。
量子コンピュータ導入コンサルティングや量子コンピュータに関わる受託開発を実施
量子コンピュータのアプリケーション・ミドルウェアとハードウェアの開発
大規模で高次元データを瞬時に処理するための要素技術として強い期待が寄せられてい
る量子アニーリングを活用した企業課題への総合ソリューションを提供。大関教授が代
表
アニーリングマシンなどを使った実業務向けアプリケーション・アルゴリズム開発。ア
ニーリングマシン関連技術・最適化技術に関するコンサルティング事業。大関教授が顧
問
機械学習クラウドサービス「MAGELLAN BLOCKS」を展開。D-Wave社の量子アニーリ
ングマシン「D-Wave 2000Q™」を活用した膨大な組み合わせの中から最適解を導く
「組合せ最適化ソリューション」を開発・提供
量子コンピュータ向けのアルゴリズムとアプリケーションを開発。
実用化が近いとされる量子化学計算と機械学習を中心に、当該領域で最先端を行く大学
や企業とも連携し、量子コンピュータのパワーを最大限引き出すアルゴリズムの開発に
取り組む。藤井教授が顧問
SeriesA
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Appendix

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23Source: 野村総合研究所
量子コンピュータ：各国の取組
• 米欧中を中心に海外では、「量子技術」はこれまでの常識を凌駕し、
社会に変革をもたらす重要な技術と位置づけ、政府主導で研究開発戦略を策定し、
研究開発投資額を増加

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Source: JST研究開発戦略センター「世界が注目量子コンピュータの最先端と未来」
量子コンピュータ：NISQとは？
• 計算機としての性能は限定的だが、古典シミュレーション困難な量子デバイスが実現