量子コンピュータを利用した新材料開発の共同研究がスタート

量子コンピュータを活用した新材料開発の研究が始まる

TOPPANホールディングス株式会社、株式会社アイシン、旭化成株式会社、ソフトバンク株式会社、AGC株式会社、DIC株式会社の6社が、量子コンピュータを利用した新たな材料開発基盤の研究を共同で開始しました。2026年度から2028年度までの間、NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の支援のもと、量子技術による革新的な材料開発に取り組むことが決定しています。これにより、日本の化学材料分野での国際競争力を更に高めることを目指すとしています。

研究開発の背景

日本の化学・材料メーカーが今後の国際競争で勝ち抜いていくためには、新素材の探索や開発効率の向上が求められます。最近ではAI技術を用いて過去のデータから新素材を予測したり、シミュレーションを行う手法が注目されていますが、高品質なデータを集めることが難しいという課題があります。加えて、従来の計算科学によるアプローチでは、計算精度やコストの壁が立ちはだかっています。

量子コンピュータの導入は、こうした問題を解消する可能性を秘めています。量子力学の原理に基づく計算能力を利用して、分子や電子の特性を従来よりも効率よくシミュレーションできるためです。ただし、量子ビットの数やエラー率に制約があるため、単体での大規模計算は困難です。

この研究開発では、量子コンピュータとAIを組み合わせることで、計算精度の向上やコストの削減を図る新しい手法を確立することを目指しています。特定の素材に限定せず、広範な材料系に応用できる技術を開発し、それぞれの企業が自らの専門分野での検証を行います。

また、量子計算専門機関との連携を通じて、さまざまな材料に対する適用性の検証や、産業利用に向けた実用例の創出を進めていく予定です。

研究開発の概要

今回の共同研究には3つの主要な項目があります。1つ目は、次世代バッテリーや新しいディスプレイ、センサーなどに必要な材料への量子計算の適用性を検証することです。2つ目は、量子コンピュータを中心に据えたAI技術の統合開発で、この組み合わせが持つ計算能力の拡大や、従来の手法の制約を克服することを目指します。最後の3つ目は、シミュレーション結果をもとに実験を行い、実用化に向けた精度と価値を向上させることです。

各社の役割

この共同研究に参加する6社は、それぞれ独自の役割を担います。TOPPANでは、量子と古典アルゴリズムの融合による新しい手法の検証が行われます。アイシンは、超電導材料の量子計算への適用を探索し、実際の開発現場での採用可能性を探ります。旭化成は、有機化合物や多様な材料を用いた検証を進め、量子計算の活用基盤を確立します。

また、ソフトバンクは、量子とスーパーコンピュータ統合した計算環境を整え、幅広い材料開発の支援を行います。AGCは、有機および無機材料の計算手法を開発し、データの活用を進め、DICは様々な技術を融合し、高性能材料の新しい設計手法を検証します。