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2026 年は化学に量子コンピューターを使い始める年になるでしょうか?

量子コンピューターは化学の問題を解決するのに適していますマリジャン・ムラット/DPA/Alamy 量子コンピューターが実際に実用的な問題を解決できるかどうかは、この成長産業における未解決の最大の疑問の 1 つであり、2026 年には工業化学および医療化学の研究者によって答えられるかもしれません。 分子の構造、反応性、その他の化学的特性の計算は、量子粒子である電子が関係するため、本質的に量子問題です。しかし、分子が複雑になればなるほど、これらの計算は難しくなり、場合によっては従来のスーパーコンピューターでも大きな課題となることがあります。 一方、量子コンピューターも本質的に量子であるため、これらの化学計算に取り組む場合には利点があるはずです。そして、量子コンピューターが大型化し、従来のコンピューターとの組み合わせが容易になるにつれて、量子コンピューターがこの用途に注目されることが増えています。 たとえば、2025 年に、IBM と日本の科学研究所理化学研究所の研究者は、量子コンピューターとスーパーコンピューターを使用して、いくつかの分子をモデル化しました。 Google の研究者は、分子の構造を解明するのに役立つ量子コンピューティング アルゴリズムを開発およびテストしました。理研の研究者らはまた、量子コンピューター企業Quantinuumと協力して、量子コンピューターが自身のエラーを捕捉するような方法で分子のエネルギーを計算するためのワークフローを考案した。最後に、量子ソフトウェアの新興企業である Qunova Computing は、量子コンピューターを部分的に使用してこれらのエネルギーを計算するアルゴリズムをすでに提供しており、これは従来の方法より約 10 倍効率的であると主張しています。 2026 年には、より大型の量子コンピューターが利用可能になるため、これがさらに多くなることが予想されます。 「今後のより大きなマシンにより、これのより強力なバージョンを開発できるようになります。 [existing] 「ワークフローを研究し、最終的には一般的な量子化学の問題に対処できるようになるでしょう。」とクアンティニウムのデビッド・ムニョス・ラモ氏は述べています。これまでのところ、彼のチームは水素分子のみに取り組んでいますが、産業上関連する反応を加速する触媒のようなより複雑な構造が目前に迫っている可能性があると述べています。 他の研究チームも同様の研究を行う準備を進めています。たとえば、マイクロソフトは 12 月に、より多くの量子化学アルゴリズムをより迅速に開発するという明確な目的を持って、量子ソフトウェアの新興企業である Algorithmiq との提携を発表しました。実際、Hyperion Research が実施した量子コンピューティング業界の調査では、量子コンピュータのメーカーと購入者が同様に来年の進歩と成功を期待している主要分野は化学であることが判明しました。過去 2 回の年次調査では、量子化学が量子コンピューティングの有望なユースケースとしてそれぞれ 2 番目と 4 番目であったため、この傾向への関心と投資は着実に増加しています。 しかし、最終的には、量子コンピューターがエラープルーフまたはフォールトトレラントになるまで、量子化学計算は本格的には始まりません。これは、これらの珍しいデバイスの他の応用も妨げています。トロント大学のフィリップ・シュライヒ氏とアラン・アスプル・グジク氏は、サイエンス誌に寄稿した量子コンピューティングと化学に関する最近の解説の中で、「量子コンピュータが古典的なコンピュータよりも早く問題を解決できるかどうかは、フォールトトレラントなアルゴリズムに依存する」と述べている。幸いなことに、フォールトトレランスの達成は、世界中のすべての量子コンピューターメーカーが同意できる 1…