シリコン量子コンピュータの基盤技術、日立が開発：産業応用や社会実装を加速

日立製作所は、シリコン量子コンピュータの実用化に向けて、配線数の増大を抑えるアーキテクチャ技術と、電子輸送時における量子状態の乱れを抑える制御技術を開発、その有用性を実証した。産業応用や社会実装につながる基盤技術と位置付ける。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

「配線数の増大」と「電子輸送時における電子状態の乱れ」を抑制

　日立製作所は2026年8月、シリコン量子コンピュータの実用化に向けて、配線数の増大を抑えるアーキテクチャ技術と、電子輸送時における量子状態の乱れを抑える制御技術を開発、その有用性を実証したと発表した。産業応用や社会実装につながる基盤技術と位置付ける。

　日立は、2027年度にクラウド公開、2028年度に100量子ビット級システム、2030年度に1000量子ビット級システムの開発を目指している。これを達成するために課題となるのが「配線数の増大」や、「計算精度の維持」だという。そこで今回、2つの技術を開発した。

　その1つがクロスバー構造を応用し複数の量子ビットを共通の配線と制御用ゲートで動かす「共有ゲート型アーキテクチャ」だ。従来の個別ゲート型に比べ、配線数の増大を効果的に抑えることが可能になった。imecの協力を得て300mmウエハープロセスで4×4の16量子ビット配列構造を試作、全ての量子ドット形成と一部の量子ビット操作を実証した。

従来の「個別ゲート型」と今回実証した「共有ゲート型」の構造比較［クリックで拡大］ 出所：日立

　もう1つは、量子情報を持つ電子を移動させる電子輸送（シャトリング）技術である。電圧信号を位相変調することで電子移動の加速と減速を滑らかに変化させる「電子速度制御技術」を開発した。これにより、電子輸送時に生じる量子状態に乱れを抑え、エラーを低減できる可能性を示した。

従来手法と今回提案した電子速度制御技術の比較［クリックで拡大］ 出所：日立