経産省が量子技術の実証補助を大幅拡充へ

はじめに

経済産業省が量子技術のビジネス活用を後押しする実証事業の補助規模を大幅に拡充する方針を打ち出しました。補助上限を従来の10倍超に引き上げ、物流ルートの最適化や新薬開発といった民間企業の大規模プロジェクトを支援する構えです。

量子技術は「組み合わせ最適化」に優れた性能を持ち、膨大な選択肢の中から最適解を導き出す能力が注目されています。しかし、研究開発段階から実用段階への移行、いわゆる「デスバレー」を越えられるかが日本の量子戦略の成否を握っています。

本記事では、経産省の支援策の狙いと、量子技術が物流・創薬分野にもたらす変革の可能性について解説します。

経産省の量子技術支援策の全体像

1000億円超の予算規模と支援の枠組み

経産省は量子コンピュータの産業化に向けて、段階的に予算を拡大してきました。「量子コンピュータの産業化に向けた開発の加速及び環境整備事業」として1000億円超の予算を確保しており、その柱は大きく3つに分かれています。

第一に、次世代量子コンピュータの研究開発の加速と人材育成です。第二に、ユースケース創出のための大型実証事業の推進です。そして第三に、産総研が運営する「量子・AI融合技術ビジネス開発グローバル研究センター（G-QuAT）」の拡充です。

今回の補助上限引き上げは、第二の柱であるユースケース創出に関わるものです。確保した予算のうちビジネス領域の実証支援に充てられ、支援期間は3年間、実証事業にかかる費用の半額が補助される見通しです。

従来の実証支援からの転換点

これまでの量子技術の実証補助は比較的小規模なものが中心でした。補助上限の大幅な引き上げにより、企業が本格的な事業規模で量子技術を試すことが可能になります。

NEDOでは2023年度から「量子・古典ハイブリッド技術のサイバー・フィジカル開発事業」として、製造、創薬医療、金融、交通、エネルギーなど6つの産業領域でユースケース開発を推進してきました。今回の支援拡充は、こうした取り組みをさらに大規模化するものといえます。

物流分野での量子技術活用の可能性

組み合わせ最適化が解く物流の難題

物流業界が抱える最大の課題のひとつが「巡回セールスマン問題」に代表される経路最適化です。配送先が増えるほど、最適なルートの組み合わせは爆発的に増加し、従来のコンピュータでは現実的な時間内に最適解を見つけることが困難でした。

量子コンピュータは、こうした組み合わせ最適化問題に強みを発揮します。自動車部品メーカーのアイシンは、量子コンピューティング企業と共同で輸送の最適ルートを算出する技術を開発しました。この技術は業務効率の向上だけでなく、物流工程でのCO2排出量の削減にも貢献するとされています。

都市規模での実証も進行中

三菱地所は東京・丸の内で保有するビル26棟を対象に、量子技術を活用した廃棄物収集の最適化実証を行いました。ごみ発生量の予測精度は約94%に達し、最適な収集ルートの導出により、CO2排出量を約57%、車両台数を約59%削減できるとの試算が報告されています。

こうした都市規模での実証は、量子技術の実用性を示す好例です。経産省の大型補助が加わることで、全国的な物流ネットワークの最適化など、さらに大規模な実証プロジェクトが可能になると期待されています。

創薬分野への応用と期待

分子シミュレーションの革新

創薬分野では、新薬候補の分子と標的タンパク質の相互作用を精密にシミュレーションすることが鍵となります。従来のコンピュータでは、分子レベルの量子力学的な振る舞いを正確に計算するには膨大な時間がかかり、数千年規模の計算時間が必要になるケースもあるとされています。

量子コンピュータを活用すれば、こうした計算を大幅に短縮できる可能性があります。薬剤候補の探索スピードが加速することで、新薬開発の期間短縮とコスト削減が見込まれています。

産学連携で進む日本の創薬実証

日本でも量子技術を活用した創薬研究が本格化しています。デロイト トーマツと中外製薬は、薬物と標的タンパク質の結合シミュレーションを想定したアルゴリズム検証やソフトウェア技術開発の実証を開始しています。

また、がん研究会とデロイト トーマツは、がん研究会が保有するゲノムやタンパク質などの膨大な生体データを量子コンピュータで解析し、がん治療薬のターゲットとなる分子や遺伝子を効率的に発見する共同研究を進めています。

さらに大分大学医学部は、理化学研究所が導入したQuantinuum社の量子コンピュータ「黎明」とスーパーコンピュータ「富岳」を連携させた創薬研究プログラムにも採択されました。量子コンピュータとスパコンのハイブリッド活用は、日本が世界に先駆けて取り組む先進的なアプローチです。

注意点・展望

実用化までの課題

量子技術の産業応用には依然としていくつかの課題が残されています。現在の量子コンピュータはエラー率が高く、大規模な計算を安定的に行える「誤り耐性量子コンピュータ（FTQC）」の実現にはまだ時間がかかるとされています。理化学研究所と富士通が2025年に稼働させた256量子ビットの超伝導量子コンピュータに続き、1000量子ビット級の次世代機が計画されていますが、産業利用に十分な性能に達するまでには段階的な発展が必要です。

また、量子技術を使いこなせる人材の不足も深刻な課題です。日本政府は2030年までに量子技術の利用者を1000万人に増やすという目標を掲げていますが、現時点では専門家の数は限られています。

国際競争と日本の立ち位置

量子技術をめぐる国際競争は激化しています。米国、中国、欧州各国がそれぞれ数兆円規模の投資を進めるなか、日本は国産量子コンピュータの開発でも存在感を示しつつあります。大阪大学を中心としたグループが主要部品をすべて国内で開発・製造した純国産超伝導量子コンピュータを稼働させるなど、技術基盤の自立化も進んでいます。

経産省の大型補助は、こうした技術的な蓄積を産業応用へと橋渡しする重要な施策です。今後は補助対象の選定が焦点となり、夏頃にも具体的な支援先が決まる見通しです。

まとめ

経産省による量子技術の実証補助の大幅拡充は、日本の量子戦略が研究開発フェーズから産業実装フェーズへと本格的に移行しつつあることを示しています。物流の最適化や創薬の加速といった具体的なビジネス課題に対して、量子技術がどこまで実力を発揮できるかが、今後数年間で問われることになります。

企業にとっては、大型補助を活用して量子技術の実証に踏み出す好機です。一方で、実用化にはハードウェアの成熟や人材確保など、まだ乗り越えるべきハードルがあることも認識しておく必要があります。量子技術の民間活用がどこまで広がるか、経産省が夏頃に公表する補助対象の選定結果に注目が集まります。

参考資料:

• 政策からひも解く量子技術の今後 シリーズ第2回
• 量子コンピュータの産業化に向けた開発の加速及び環境整備事業 説明資料（経産省）
• 量子コンピューター ユースケース事例集（NEDO）
• 量子コンピューターによる物流最適化に関する技術開発に成功（アイシン）
• デロイト トーマツ・中外製薬 創薬分野での量子コンピュータ実用化に向けた実証開始
• Japan Channels Almost $900 Million Into Quantum Push（The Quantum Insider）
• 大分大学が量子コンピュータ「黎明」と「富岳」を用いた新たな創薬基盤を開発（理化学研究所）