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日立製作所が研究開発に取り組む2つの量子コンピューター

大河原克行

2021-09-15 08:52

 日立製作所は、量子コンピューティング技術に関する説明会を開き、同社が取り組むCMOSアニーリングマシンやシリコン量子コンピューターの現状と、将来像などについて紹介した。

 冒頭で研究開発グループ基礎研究センタ 主管研究長兼日立京大ラボ長の水野弘之氏は、「日立製作所は社会イノベーション事業を通じて成長する企業であり、お客さまにとって、より良いソリューションを提供することを目的にしている」と述べ、その観点から「比較対象は他社の量子コンピューターではなく既存の古典コンピューター」とした。

日立製作所の量子コンピューター関連の研究開発
日立製作所の量子コンピューター関連の研究開発

 水野氏は、現在のクラウドコンピューティングよりも圧倒的にいいソリューションが提供できなくては量子コンピューターを作る意味がなく、他社よりも高いハードルに挑んでいることになるとする。「古典コンピューターは規模が大きくなると計算できなくなり多くの問題を近似で解いているのが実態。大規模な問題を解くという観点で日立が量子コンピューターに取り組む価値がある」などと話した。

 例えば、新型コロナウイルス感染症の治療効果が期待されている「タミフル」の場合、構造解析をすると、古典コンピューターでは近似に頼るしかなく動物実験などを行う必要があるという。そのためサイバーの世界だけで解決でき、近似計算を少なくするために、量子コンピューターの活用が期待されるとのことだ。

「これはビット(Bit)から量子ビット(Qubit)へのトランスフォーメーションと言い換えることができる」とも水野氏はいう。また、日立製作所の次々期の中期経営計画「2027中期経営計画:の期間中に、シリコン量子コンピューターの実験的なクラウドの運用を開始したいとした。

日立製作所 研究開発グループ基礎研究センタ 主管研究長 兼 日立京大ラボ長の水野弘之氏
日立製作所 研究開発グループ基礎研究センタ 主管研究長 兼 日立京大ラボ長の水野弘之氏

 日立の量子コンピューターの取り組みは、2つに分けられる。一つはCMOSアニーリングマシンの開発だ。同社は2013年に研究開発をスタート、2015年に20kbitのCMOSアニーリング独自チップを開発して、2018年からクラウド経由でCMOSアニーリングマシンのリソースをサービス提供し、2020年に事業化している。「まず大規模問題を扱え、早期実用可能なCMOSアニーリングマシン開発を先行しせた」(水野氏)とのこと。アニーリング型は富士通や東芝も開発している。

 「CMOSアニーリングマシンは、規模が大きくないと古典コンピューターの性能を上回れない。日立は解ける問題の規模に相当するスピン数を最大化することにこだわり、目的に応じた使い分けと開発ができることが強みになっている」(同)としたほか、「独自チップの開発と利用で問題を浮き彫りにし、フィードバックから次の開発につなげる『チクタク開発』で、2020年に事業化の壁(有用性の壁)を超えることができた」と振り返った。

CMOS量子アニーリングの現状
CMOS量子アニーリングの現状

 水野氏が事例に挙げた損害保険ジャパン(損保ジャパン)では、CMOSアニーリングマシンを活用して、再保険市場における組み合わせ最適化問題を、従来の精度を保ったまま高速に検証した。さらに契約対象数を10万件にして計算した場合、従来手法では2.6年かかるところを5.5日で終えられることが分かったという。

 「2.6年かかると分かれば最初から計算しないが、5.5日で済むなら、計算してみようとなる。新技術を新商品の開発につなげられる」と、水野氏はCMOSアニーリングマシンの効果を示し、「速くなったことが価値ではなく、速くなったことで違う発想が生まれることが価値になる」とした。

 また、三井住友フィナンシャルグループは、コールセンターでCMOSアニーリングマシンを活用し、需要に応じた最適な人員配置を実現して、人員コストの適正化とサービス品質の向上を果たしたとのことだ。

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