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公開：2025-04-01

富士通が量子シミュレータによるアプリケーション開発コンテストを開催、デルフト工科大学が工場最適化で優勝

text: XEXEQ編集部
（記事は執筆時の情報に基づいており、現在では異なる場合があります）

記事の要約

• 富士通が40量子ビットの量子シミュレータを活用したコンテストを開催
• デルフト工科大学が工場作業時間の最適化手法で1位を獲得
• QDD技術とVQE高速化技術を新たに実装し効率を向上

富士通の量子シミュレータを活用したQuantum Simulator Challenge 2024の開催

富士通株式会社は世界最大クラスの40量子ビット量子コンピュータシミュレータを活用し、2024年7月から11月まで量子アプリケーション開発コンテスト「Quantum Simulator Challenge 2024」を実施した。13の国と地域から46チームが参加し、賞金総額10万米ドルを懸けて競い合い、参加者の量子シミュレータ使用は累計でジョブ実行回数2,282回、稼働時間1万4,500時間に及んだのだ。^[1]

コンテストでは新たに決定グラフ型量子シミュレータと変分量子固有値ソルバーを高速化する技術を実装し、メモリ効率と処理速度の向上を実現した。特にVQE高速化技術は分子のエネルギー計算を最大200倍高速化することが可能で、多くの参加者がこれらの最新技術を試用してフィードバックを行ったのである。

デルフト工科大学のチームは自動車工場における作業時間配分の最適化に取り組み、独自開発したQISSアルゴリズムを用いて最大39量子ビットのシミュレーションを実行した。グローバーのアルゴリズムを活用して最適解を導出できる点が高く評価され、見事1位を獲得することとなった。

Quantum Simulator Challenge 2024の受賞チーム成果まとめ

グローバーのアルゴリズムについて

グローバーのアルゴリズムとは、未整序データベースの中から指定された値を検索する探索問題を解くための量子コンピュータのアルゴリズムである。以下のような特徴を持っている。

• 未整序データベースからの高速検索が可能
• 古典的なアルゴリズムより二次加速を実現
• 量子重ね合わせと量子干渉を活用

デルフト工科大学チームが開発したQISSアルゴリズムでは、このグローバーのアルゴリズムを活用することで工場の作業時間配分を最適化している。最大39量子ビットを活用したシミュレーションにより、産業界における大規模な最適化問題への量子コンピューティングの適用可能性を実証することに成功したのだ。

Quantum Simulator Challenge 2024に関する考察

富士通の量子シミュレータが実現した大規模な量子計算環境は、産業界における実践的な問題解決への道を開くものとして評価できる。特にQDD技術とVQE高速化技術の実装により、従来の状態ベクトル型と比較して大幅な性能向上を実現し、より複雑な問題への取り組みを可能にしたのだ。

今後の課題として、量子シミュレータで開発されたアルゴリズムを実際の量子コンピュータへ移行する際の最適化が挙げられる。実機での量子ノイズや量子ビットの結合性制限などの制約に対応するため、シミュレータ環境でのアルゴリズム開発手法をさらに改良していく必要があるだろう。

量子技術の実用化に向けて、より多くの企業や研究機関との連携を深めることが重要となる。特に自動車産業や化学産業など、最適化問題や物質シミュレーションのニーズが高い分野での実証実験を積み重ね、量子コンピューティングの産業応用を加速させることが期待される。

参考サイト

1. ^ PR TIMES. 「量子シミュレータでアプリケーション開発を競う「Quantum Simulator Challenge」で、量子技術実用化に向けた取り組みを加速 | 富士通株式会社のプレスリリース」. https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000398.000093942.html, (参照 25-04-01).
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