日本理化学研究所（简称：理研）为了推动量子计算机尽早实用化，将使之与超级计算机“富岳”（由理研与富士通联合开发）协作。量子计算机具备以超级计算机的逾1亿倍速度进行计算的可能性，但存在的课题也很多。将借助与超级计算机协作以实现更高端计算的“混合型”，提前至2025年实现量子计算机的实用化。将在新药和新材料开发等领域推动日本企业的技术创新。
理研将借助通信，使位于神户市的富岳和量子计算机连接起来，双方分担计算的任务和职能。量子计算机有望在超级计算机也难以处理的原子和电子水平的精细模拟实验等方面发挥实力，核心计算仅由量子计算机负责。
目前的量子计算机运行不稳定，容易发生计算错误。因此，计算呈现碎片化。理研将利用超级计算机整理和补强量子计算机的大量碎片化计算结果，使之接近正确答案。
量子计算机的全球开发竞争激烈，2019年美国谷歌的试制机3分钟完成超级计算机需要1万年的计算量。在日本，理研正在开发首台日本国产试制机，定于2022年度内在埼玉县和光市设置。
谷歌提出的目标是，2029年造出已解决各种问题的“最终形态”量子计算机，实现正式利用。
理研将使发展途中的量子计算机与计算速度世界第2快的超级计算机富岳协作，力争在2025年前后实现实用化，领先谷歌。
图片由理研RQC提供
理研将通过丰田和日立制作所等组建的协议会，呼吁企业充分利用量子计算机和超级计算机融合的计算平台。到2023年度设置专业团队，研究计算方法等，研发促使量子计算机和超级计算机之间的数据交换顺利进行的技术。
量子计算机有望影响制药、能源、汽车和金融等广泛产业的竞争力。有助于精准预测物质的电子状态、开发具备新功能的材料、推动划时代的电池开发。针对人工光合成，能准确模拟光照射时的变化等，将朝着实用化迈进。还有望推动解决气候变化问题。
在半导体材料开发和处理庞大数据的人工智能（AI）等领域，量子计算机也有望得到充分利用。超级计算机和量子计算机在经济安全保障上也很重要，自主拥有相关技术的必要性正在提高。在日本国内，具有在川崎市设置美国IBM量子计算机的案例，但与海外企业相比，日本企业的开发进展迟缓。在日本国内企业中，富士通将率先在2023年度造出试制机。
为了推动量子计算机的早日利用，与超级计算机协作的“混合型”正在成为世界的潮流。欧盟（EU）2022年10月宣布在德法意等区域内6个地点设置基地，构建使超级计算机和量子计算机协作的计算平台。
设想的使用方法包括作为“数字孪生（DigitalTwin）”在虚拟空间重现人体以加快新药开发，以及优化物流网、推动削减燃料费等。在美国，亚马逊网络服务(AWS）等力争通过量子计算机和传统计算机的联动服务实现实用化。
波士顿咨询公司（BCG）预测称，量子计算机到2040年前后将创造最多8500亿美元的经济价值。如果加以利用的时间提前，市场扩大的速度有可能加快。
中美主导量子计算机研究，日本加快追赶
量子计算机是应用了“量子力学”这一物理学理论的新一代计算机。有可能超越以往计算机的极限，超高速解决复杂问题，有望在药物和新材料开发、金融模拟等领域发挥高性能。2019年，美国谷歌用超级计算机花大约3分钟时间解决了过去需要1万年的问题，此后全球的开发竞争越来越激烈。
量子计算机相关研究以用极低温冷却并去掉了电阻的“超导”电路计算的方式为中心而推进。美国主导开发，除了谷歌、IBM、亚马逊云服务（AWS）等大型IT企业外，初创企业也纷纷涉足。近年，中国企业也快速提高技术实力，该领域也成为两国间争夺主导权的对象。
NEC也参与量子计算机研发
日本的NEC等企业在初期研究领域仍保留着领先成果，但目前明显落后于中美。为了摆脱落后局面，理化学研究所2022年度（截至2023年3月）内将建设采用超导技术的量子计算机试制机，成为首台日本国产量子计算机，富士通、日立制作所及NTT等企业也致力于研究开发。
本文来自微信公众号“日经中文网”（ID：rijingzhongwenwang），作者：生川晓。
