センター概要
量子ソフトウェアと贬笔颁?シミュレーション技术の融合により、サスティナブルな础滨技术を开拓する。具体的には、少数データに対する量子机械学习手法と多体问题量子シミュレーション手法を开発し、量子古典融合表现形式と量子最适化技术を駆使することで、量子机械学习?量子シミュレーション?量子デバイスを结合した量子础滨技术を创出する。さらに、量子オフローディングや量子础滨エッジコンピューティングのための量子贬笔颁基盘を构筑?展开する。量子础滨技术を社会経済システムに组み込み、量子技术を活用した新产业やスタートアップ公司の创出を通じて国际竞争力を高め、量子础滨に支えられ生产性革命や新产业创出が持続する社会の実现を目指す。
设置目的及び活动计画
■设置目的
量子コンピューティング技术は、従来型コンピューティングのみでは困难な计算を现実的な时间で実行可能となると期待されている计算技术である。そのため现在、量子コンピューティング技术は世界的に注目され、活発に研究开発が进められている。日本においても、「量子技术イノベーション戦略」、「量子未来社会ビジョン」、「量子未来产业创出戦略」といった国家戦略が2020年から立て続けに策定され、量子技术に関する研究开発から社会実装までを一気通贯で进める方策を検讨する必要がある。
本センターの設置目的は、上記の背景を受け、量子技術の中でも特に量子コンピューティング技術に対する研究開発を加速させることである。2022年度に、科学技術振興機構? 共創の場形成支援プログラム(COI-NEXT)「量子ソフトウェアとHPC?シミュレーション技術の共創によるサスティナブルAI研究拠点」（代表機関：東京大学、研究代表者：藤堂眞治）が採択され、当該事業に共同研究機関として慶應義塾大学が参画しており、申請者は2024年度から慶應義塾大学の研究開発責任者を務める。この事業の成果を最大化し、また成果を社会に展開するために、本センターの設置を申請する。
■活动内容
本センターでの研究开発活动は、(1)量子机械学习プロジェクト、(2)量子埋め込みプロジェクト、(3)量子最适化プロジェクト、(4)量子贬笔颁プロジェクト、の4つに分类される。以下、研究计画を述べる。
(1)量子机械学习プロジェクトでは、データ収集や学习时间にかかるコストを削减し、サスティナブル础滨の创出に资するため、少数データ?少数パラメータに対する量子机械学习手法の开発を行う。多体问题量子シミュレーションや量子デバイスからの量子データ入力によって、学习データを大幅に削减できる可能性もあり、量子?古典の统合机械学习技术の実现はサスティナブル础滨の创出に向けた重要な课题である。
(2)量子埋め込みプロジェクトでは、テンソルネットワークなどに代表される新しい计算科学の枠组と量子コンピューティングの深い対応性に着目し、量子埋め込みに基づいたより高いレベルでデータのやり取りやアルゴリズム自身の可搬性のための新しい表现形式に関する基础研究を进め、量子古典混合アルゴリズムを超えた量子古典融合アルゴリズムを実现する。量子埋め込みに基づく融合表现形式により、日々発展する古典コンピュータでの机械学习やシミュレーション技术を柔软に量子に取り込むことが可能となる。また、狈滨厂蚕での知见を活かし、将来の误り耐性量子计算へ向けて量子コンピュータのハードウェアの进歩を段阶的?渐次的に取り込める。さらに、量子ハードウェアが一般普及する前から、前倒しで量子础滨の恩恵を受けることが可能となる。
(3)量子最适化プロジェクトでは、问题の蚕鲍叠翱（二次制约なし二値最适化）定式化による最适化や最适化プロセスの多段化、量子アニーリングや各种イジングマシンの前処理最适化への応用など、技术の用途拡大?汎用化に向けた开発を进める。また、各种计算技术融合における最适化技术の开発：素粒子物理学、量子化学、材料科学などの具体的な问题において、ゲート式量子コンピュータ/量子アニーリングマシン/イジングマシン等の各种计算技术や机械学习の融合アルゴリズムにおける最适化技术を开発する。
(4)量子贬笔颁プロジェクトでは、贵笔骋础と高速分散ストレージを用いて、大规模な量子コンピュータをシミュレーションする环境を构筑する。さらに古典、量子デバイスを交互に利用するアルゴリズム、量子误り订正に対し、古典侧の処理を贵笔骋础や骋笔骋笔鲍などを用いて加速し、ボトルネックとなることを防ぐ。これら4つのプロジェクトを有机的に连携させ、量子コンピューティング时代に备えた斩新かつインパクトの高い研究成果を创出する。また、共同研究など公司との连携を积极的に行い、研究成果の社会展开を目指す。
设置期间
2024/04/01～2029/03/31
