加速する量子コンピュータ：2025年、HPCとの融合が実用化の扉を開く

HPCとの融合で、量子技術はついに実用化フェーズへ。

「量子コンピュータはいつ実用化されるのか？」――その問いが過去のものになりつつある2025年、業界は研究開発フェーズから商業化を加速する新たな段階へと明確に移行しました。その原動力となっているのが、スパコン「富岳」などに代表される量子・HPC連携という国家戦略と、革新的なアルゴリズムやソフトウェアの登場によるエコシステムの成熟です。本記事では、2025年上半期に観測されたこれらの地殻変動を分析し、量子技術がもたらすビジネスインパクトの最前線を解説します。

2025年上半期、量子コンピューティングの3大潮流

国家戦略としてのHPC連携、ハードウェアの質的競争、商業化エコシステムの成熟が2025年の量子技術を特徴づけます。

2025年上半期は、量子コンピューティング分野が研究開発の段階から実用化に向けた商業的加速フェーズへと明確に移行した、極めて重要な半年間でした。この期間、国連が定めた「国際量子科学技術年」¹の中で、技術的ブレークスルー、戦略的投資、エコシステムの成熟を象徴する出来事が次々と起こり、業界の方向性を決定づけています。

特に重要な動向を以下のニュース記事トップ10に集約しました。

表1: 2025年1月～7月 量子コンピュータに関する最新記事トップ10

No.	サイト名	概要
1	富士通株式会社 プレスリリース²	富士通と理研は、世界最大級となる256量子ビットの超伝導量子コンピュータを開発。高密度実装技術により64量子ビットから4倍に拡張し、2025年度第1四半期から企業向けに提供を開始。
2	理化学研究所 プレスリリース³	理研は神戸の計算科学研究センターにIBM Quantum System Twoを設置し、スパコン「富岳」と連携して本格稼働を開始。量子・HPC連携プラットフォーム構築に向けた国のプロジェクトの一環。
3	ZDNet Japan⁴	東京大学と日本IBMは、国内のIBM Quantum System Oneに高性能な156量子ビット「Heronプロセッサー」を導入し、2025年後半にスパコン「Miyabi」と接続する計画を発表。
4	Quantinuum Japan⁵	Quantinuumは、イオントラップ型量子コンピュータ「黎明」を理研和光キャンパスに設置し、本格稼働を開始したと発表。スパコン「富岳」と連携し、量子HPC研究を推進。
5	The Quantum Insider⁶	Columbia Engineeringの研究者は、単一の量子コンピュータを複数ユーザーで同時共有できる新システム「HyperQ」を開発。待機時間を最大40倍削減し、ハードウェア利用効率を大幅に向上。
6	東京大学 プレスリリース⁷	東京大学とIBMの研究チームは、最大56量子ビットの系で「Krylov量子対角化（KQD）法」を実証。誤り耐性のない現行デバイスで大規模な量子多体系のシミュレーションを可能にする新手法として注目。
7	情報通信研究機構（NICT） プレスリリース⁸	NICT、理研、大阪大学、QunaSysは、量子セキュアクラウドと量子コンピュータの統合実証に成功。量子計算で生み出された価値の高い情報を、情報理論的に安全に伝送・保管できることを示した。
8	QuiX Quantum⁹	オランダのQuiX Quantumは、世界初のユニバーサル光量子コンピュータ開発のため1500万ユーロの資金を調達。2026年の提供を目指し、超伝導方式とは異なるアプローチの商用化を加速。
9	The Quantum Insider¹⁰	2025年第1四半期の量子コンピューティング企業への投資額が12.5億ドルを突破し、前年同期比128%増を記録。技術の成熟と企業の関心の高まりを背景に、市場が商用化フェーズへ移行。
10	McKinsey & Company¹¹	McKinseyは年次レポートで、量子技術市場が2035年までに最大970億ドル規模に達する可能性を指摘。投資の急増と画期的なイノベーションにより、量子技術がコンセプトから現実へと移行していると分析。

【戦略】量子・HPC連携：日本の国家戦略が世界をリード

現在の量子デバイスの弱点をスパコンで補い、実用的な問題解決を目指すハイブリッド戦略が加速しています。

2025年上半期、日本の量子技術開発で最も顕著だったのは、量子コンピュータを単独の計算機としてではなく、既存のHPCインフラと統合されたシステムとして捉える国家戦略の具現化です。このアプローチは、エラーの多いNISQデバイスの弱点を古典スパコンの膨大な計算能力で補い、両者の長所を組み合わせるという現実的な認識に基づいています。

理研のデュアルプラットフォーム戦略：「富岳」と連携する二つの心臓

理化学研究所は、世界トップクラスのスパコン「富岳」をハブとして、多様な方式の量子コンピュータを連携させる世界でも類を見ない取り組みを加速させています。2025年2月にはQuantinuum社製のイオントラップ型マシン「黎明」が⁵、6月にはIBM社の超伝導型マシン「IBM Quantum System Two」が相次いで「富岳」と接続され、本格稼働を開始しました³。異なる物理原理に基づくマシンを意図的に併設し、単一のHPCリソースに接続する。これは、多様なアプローチの長所と短所を実践的に探求するための、極めて高度なヘテロジニアス・コンピューティングの構築を意味します。

東京大学とIBMのパートナーシップ深化

理研と並行し、東京大学もIBMとの強固なパートナーシップを基盤に、量子・HPC連携を推進。2025年5月、国内で稼働中の「IBM Quantum System One」に高性能な156量子ビット「IBM Heronプロセッサー」を導入し、2025年後半に東大のスパコン「Miyabi」と接続する計画を発表しました⁴。これにより、理研の「富岳」中心のプラットフォームとは別に、もう一つの「量子中心型スーパーコンピューティング」環境が国内に誕生します。日本の戦略は、国産技術を育てる「ビルド」と海外の最先端技術を導入する「バイ」を組み合わせた、洗練されたアプローチと言えます。

【ハード】性能競争の新局面：量子ビット数から「質」への転換

単なる量子ビット数の競争から、エラー耐性やアーキテクチャの洗練といった、より質の高い競争へと焦点が移行しています。

量子・HPC連携という戦略的枠組みが整備される一方、その中核をなす量子プロセッサ自体の性能向上も、国内外で目覚ましい進展を見せました。

国内技術の金字塔：理研・富士通の256量子ビットマシン

日本の「ビルド」戦略を象徴する画期的な成果として、2025年4月、理化学研究所と富士通は共同で世界最大級となる256量子ビットの超伝導量子コンピュータを開発したと発表しました²。これは2023年の64量子ビットマシンをわずか1年余りで4倍に拡張したもので、高密度実装を可能にする「3次元接続構造」などの技術革新に支えられています。このマシンは2025年度第1四半期から企業向けに提供が開始される予定です。

IBMの長期戦略：誤り耐性（FTQC）へのロードマップ

物理量子ビット数の競争が激化する一方、業界のリーダーであるIBMは、その先の時代、すなわち「誤り耐性量子コンピュータ（FTQC）」の実現に向けた具体的なロードマップを2025年6月に示しました¹²。このロードマップは、量子コンピューティングの評価軸が、単純な「物理量子ビット数」から、エラー訂正後の実質的な計算単位である「論理量子ビット数」へと移行しつつあることを明確に示しています。ハードウェア開発の物語は、規模の拡大からアーキテクチャの洗練へと焦点を移しているのです。

多様化するアプローチ：光量子コンピュータの台頭

超伝導やイオントラップが主流である一方、他の物理プラットフォームへの期待と投資も着実に進んでいます。2025年7月、オランダのスタートアップQuiX Quantumが1500万ユーロを調達し、世界初のユニバーサルな「光量子コンピュータ」を2026年に提供することを目指すと発表しました⁹。光量子コンピュータは室温で動作する可能性があり、将来的に大きな優位性をもたらす可能性があります。

【エコシステム】商業化の好循環：投資と「実現技術」の成熟

ハードウェアの価値を高めるソフトウェアやアルゴリズムが登場し、それが更なる投資を呼び込む好循環が生まれています。

最先端のハードウェア開発と並行して、2025年上半期は、そのハードウェアを「使える」技術へと変えるエコシステムの成熟が際立った時期でもありました。この virtuous cycle（好循環）こそが、業界が科学プロジェクトから真のテクノロジーセクターへと変貌を遂げつつある最大の証左です。

記録的な投資ブーム：市場の信頼感が変化

2025年第1四半期だけで量子コンピューティング企業への投資額は12.5億ドルを超え、前年同期比で128%という驚異的な伸びを記録しました¹⁰。McKinsey & Companyも、市場全体が2035年までに最大970億ドル規模に成長する可能性があると予測しており¹¹、企業の量子技術に対する認識が「10年先の賭け」から「5年後の投資」へと変化していることを示しています。

アクセス性の革命：「HyperQ」が利用効率を劇的に改善

高価で希少な量子コンピュータの利用効率という長年の課題に対し、2025年7月、Columbia Engineeringが新技術を発表しました⁶。この技術により、一台の物理マシンを複数の独立した仮想マシンに分割することが可能となり、テストではユーザーの平均待機時間が最大40分の1に短縮されたと報告されています。量子コンピューティングの民主化と商業化を推進する上で、極めて重要な進展です。

実用性のブレークスルー：「KQD法」がNISQマシンの可能性を解放

エラーの多い現在のNISQデバイスで意味のある計算を行うことは極めて困難でした。この状況を打開する重要な一歩が、2025年6月に東京大学とIBMの研究チームによって発表された手法の実証です⁷。これは、誤り耐性量子コンピュータが登場するまでの間、研究者がNISQマシンを使って科学的に意義のある探求を進めるための、新たな信頼性の高いツールキットを手に入れたことを意味します。

よくある質問（FAQ）

▶ 結局、量子コンピュータはもう「使える」のですか？（クリックで開閉）

はい、限定的ながら「使える」段階に入りつつあります。本記事で紹介した「量子・HPC連携」や、NISQマシンの性能を引き出す「KQD法」のような技術により、これまで解けなかった特定の問題に対して、具体的な研究開発やパイロットプロジェクトを開始できる環境が整い始めています。

▶ なぜスパコンと連携させる必要があるのですか？（クリックで開閉）

現在の量子コンピュータ（NISQデバイス）は、ノイズ（エラー）が多く、単独で大規模な計算を行うのが苦手だからです。そこで、量子計算が得意な部分（膨大なパターンの探索など）を量子コンピュータに任せ、それ以外の膨大なデータ処理やエラーの補正などを古典的なスーパーコンピュータが担うことで、互いの長所を活かし、システム全体として実用的な計算能力を発揮させるのが「量子・HPC連携」の目的です。

▶ 日本の量子技術は世界でどのレベルにありますか？（クリックで開閉）

世界トップレベルの一角を占めていると言えます。特に、理研・富士通による国産256量子ビットマシンの開発はハードウェア開発能力の高さを示しています。また、国策として「富岳」のような世界最高峰のスパコンと国内外の最新鋭量子コンピュータを連携させる「量子・HPC連携」戦略は、世界的に見ても先進的なモデルであり、大きな注目を集めています。

主な専門用語の解説

本記事で登場する重要な専門用語を解説します。

量子・HPC連携 (Quantum-HPC Integration)

量子コンピュータと、既存の高性能計算技術であるハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC、主にスーパーコンピュータ）を連携させる技術体系のこと。量子計算の特定部分を量子コンピュータが、それ以外の大部分をHPCが担うハイブリッドアプローチにより、実用的な問題解決を加速させることを目指します。

HPC (High-Performance Computing)

「ハイパフォーマンス・コンピューティング」の略。日本語では「高性能計算」と訳されます。スーパーコンピュータに代表されるような、膨大な計算能力を持つコンピュータシステムや技術全般を指します。科学技術計算、大規模シミュレーション、ビッグデータ解析などに用いられます。

NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum)

「ノイズの多い中規模量子」コンピュータの略。現在主流となっている量子デバイスの段階を指します。数十から数百量子ビットを持ちますが、ノイズ（エラー）の影響を受けやすく、誤り訂正機能も完全ではないため、実行できる計算の規模や種類に制約があります。

FTQC (Fault-Tolerant Quantum Computer)

「誤り耐性量子コンピュータ」の略。量子計算中に発生するエラーを自己訂正する機能を備えた、将来の理想的な量子コンピュータのこと。多数の物理量子ビットを使って一つの安定した論理量子ビットを構成することで、大規模で信頼性の高い計算が可能になると期待されています。

物理量子ビット / 論理量子ビット (Physical / Logical Qubit)

• 物理量子ビット: 量子プロセッサ上に実際に存在する、ノイズに弱い最小単位の量子ビットのこと。
• 論理量子ビット: 複数の物理量子ビットを束ね、量子誤り訂正符号を用いてノイズから保護された、実質的な計算単位となる安定した量子ビットのこと。FTQCの性能は、この論理量子ビットの数で評価されます。

ヘテロジニアス・コンピューティング (Heterogeneous Computing)

性質の異なる（ヘテロジニアス）複数のプロセッサ（例: CPU, GPU, 量子プロセッサ）を一つのシステム内に混在させ、それぞれの得意な処理を分担させることでシステム全体の性能を向上させる計算手法のこと。「量子・HPC連携」もこの一種と捉えられます。

KQD法 (Krylov Quantum Diagonalization method)

「クリロフ量子対角化法」の略。東京大学とIBMの研究チームが実証した、NISQデバイス上で大規模な量子多体系のエネルギーを高精度に計算するための新しいアルゴリズム。従来の手法が抱えていた最適化の困難さを回避できるため、エラーのあるマシンでも実用的な計算を可能にする手法として注目されています。

HyperQ

Columbia Engineeringの研究者が開発した、単一の物理的な量子コンピュータを複数の独立した「量子仮想マシン」に分割するソフトウェア（ハイパーバイザー）技術。クラウドにおける仮想化技術のように、複数ユーザーによる同時共有を可能にし、ハードウェアの利用効率とアクセス性を劇的に向上させます。

まとめ：量子技術の現在地と未来への示唆

2025年上半期の動向を俯瞰すると、量子コンピューティング分野が新たな成熟期に入ったことを示す、三つの大きな潮流が浮かび上がります。

• 量子・HPC連携の国家的推進: NISQデバイスの限界を古典コンピューティングで補い、ハイブリッドシステムとして実用的な問題解決を目指す、現実的かつ野心的なアプローチが加速。
• ハードウェア開発における二正面作戦: 「短期的なスケーリング（物理量子ビット増）」と「長期的な誤り耐性構築（論理量子ビットの実現）」という二つのトラックが並行して進行。
• 商業化を促進するエコシステムの好循環: HyperQやKQD法といった「実現技術スタック」の発展がハードウェアの価値を高め、それが更なる投資を呼び込むフライホイール効果が生まれています。

これらの潮流は、企業の研究開発部門や投資家、政策立案者といった各ステークホルダーに対し、具体的な行動を促しています。もはや量子コンピューティングを遠い未来の技術として傍観する時期は終わり、自社の課題解決にどの技術が適用可能かを見極め、具体的なPoC（概念実証）を開始すべき段階に来ています。

更新履歴

• 2025/07/12 2025年上半期の動向を反映し全面改訂、用語解説・信頼性ブロック実装
• 2024/12/10 初版公開

主な参考サイト・出典

1. United Nations, “International Year of Quantum Science and Technology”
2. Fujitsu, “富士通と理化学研究所、国産256量子ビットの超伝導量子コンピュータを共同開発” (Press Release)
3. RIKEN, “スーパーコンピュータ「富岳」と量子コンピュータの連携利用を開始” (Press Release)
4. ZDNet Japan, “東大と日本IBM、スパコン「Miyabi」と量子コンピュータを2025年後半に接続へ”
5. Quantinuum, “理化学研究所とクオンティニュアム、量子HPCの実現に向け、国内最高性能の量子コンピュータ「黎明」を理研に設置し共同研究を開始” (Press Release)
6. The Quantum Insider, “Columbia Researchers Unveil ‘HyperQ,’ A System Allowing Multiple Users to Simultaneously Share a Single Quantum Computer”
7. The University of Tokyo, “誤り耐性のない量子コンピュータで大規模な量子多体系のシミュレーションを可能にする新手法を実証” (Press Release)
8. NICT, “量子セキュアクラウドと量子コンピュータの統合実証に成功” (Press Release)
9. QuiX Quantum, “QuiX Quantum raises €15M in funding to commercialize world’s first universal photonic quantum computer”
10. The Quantum Insider, “Quantum Computing Investment Soars to $1.25B in Q1 2025, Up 128% YoY”
11. McKinsey & Company, “Quantum technology sees new momentum”
12. IBM, “The IBM Quantum Development Roadmap”