講師：小栗 伸重 様
株式会社フィックスターズ 執行役員マーケティング部長
一般社団法人 量子技術による新産業創出協議会
広報・アウトリーチセクション リーダー
講師略歴：
• 1990年代のインターネット黎明期より、コンテンツ制作・Webエンジニア、SE職に従事。シリコンバレーの拠点と連携し、ソフトウエア商品、クラウド事業の商品企画・新規事業立ち上げをグローバル市場で経験• 2021年7月～ 現職にて、マーケティング・広報・アライアンスを担当• 2022年12月～ 量子技術による新産業創出協議会（Q-STAR)の広報・アウトリーチ部門のリーダーに就任
1

AGENDA●

コンピュータの仕組み○●

量子技術を取り巻く市場環境と期待○●

業界動向と変化点、量子産業を可能にする要素や技術

産業界の取り組み：Q-STAR○●

現在使用されているコンピュータの仕組みと量子計算の違い

日本の産業界がどの様な活動や視点で、業界変化をとらえているか

事業会社の取り組み：フィックスターズグループ○

個社が既存技術とどのように関連づけて、事業活動を展開しているかコンピューターの仕組み3

ノイマン型コンピュータの基本構成と処理の流れ
ジョン・フォン・ノイマンによって提唱されたコンピューターの基本構成。
現在のコンピューターのほとんどがこの方式を採用
中央処理装置（CPU）
制御装置
演算装置

入力装置

出力装置

記憶装置

プログラム

データ制御
4

ノイマン型コンピューターが計算をする手順
プログラム（命令の集まり）をデータとしてメインメモリ（主記憶装置）に格納しておき、CPU（中央処理装置）が順番に読み出して実行（演算）する

３．実行（演算）中央処理装置（CPU）

１．フェッチ（取り出し）実行するための命令を順番に

２．デコード（解読）１つずつ読み出して、解読

0

1

デジタル回路半導体

プログラム＝データ記憶装置

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非ノイマン型コンピュータ
ノイマン型コンピュータとは異なる基本設計のコンピュータの総称。
ノイマン型コンピュータはプログラムを順番に実行するのに対し、非ノイマン型はデータの流れや神経回路網などをモデルにした方式などを採用●

データフローコンピュータ●

ニューラルコンピュータ（脳神経回路をモデル化）●

量子コンピュータ（量子力学的な現象を利用）

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古典コンピュータと量子計算
量子コンピュータは、特定の条件下で、現在のコンピュータよりも高速な計算を行える可能性があると期待されている。業界では、現在使われているコンピュータを「古典コンピュータ」と呼び分けることが多い。
情報を扱う最小単位＝ビットの取り扱いが異なり、膨大な数の計算を同時に行える可能性を持つ。

古典コンピュータ
デジタル回路：ON／OFF
０か１の２択01

量子コンピュータ
ハイブリッド誤り耐性

１ビット

量子力学：重ね合わせ状態
０と１両方の状態
0 1
量子ビット

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量子計算の適用が期待される「組合せ最適化問題」
組合せ最適化問題を高速に演算、解くための新しい技術として社会実装が始まっています。
膨大な選択肢から、制約条件を満たし、ベストな選択肢を探索する（組合せ最適化問題）

スケジューリング

配送計画

スマートシティー

集積回路設計

参考: 慶應義塾大学 田中宗 准教授 「量子コンピュータ最前線とイジングマシンの可能性」

Copyright© Fixstars Group8

量子コンピューティングの活用が期待されている分野● 物流○

最短で回れる配送ルートの算出や、人員配置の予実管理の最適化● 製造○

人員配置の予実管理の最適化● モビリティ○

渋滞回避のためのルートの算出● 通信○

各基地局の帯域の重複率を最小限にするパラメータの算出● 産業○

工場のスマート化● 創薬○

分子類似性検索● 金融○

株価予測・為替予測、最適なポートフォリオの算出
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量子技術を取り巻く市場環境と期待

10量子インターネット時代の到来

50年で数百兆円の産業を創出

量子コンピュータ、量子センシング
量子通信・暗号の融合による、数百兆円

安全で高速な情報インフラ

41億人
グローバル
バックボーン確立

基幹システムでの活用

量子インターネット

次の50年

インターネット

量子コンピュータ

社会基盤としての利用
e-Government

安全SNS／スマートフォン

高速IoT

携帯電話利用量子通信

PCによる普及Internetの誕生

11億人の利用者

Web

銀行
年
1970 … 1990
※各種資料を基に東芝にて作成

2000

2010

2020

医療

R&D

家庭企業

量子センシング©2023 Q-STAR, Quantum STrategic industry Alliance for Revolution11量子産業を可能にする重要な項目

量子コンピュータ

膨大なデータ通信

アプリケーションソフト

12量子コンピュータの強み

静的な問題解決

動的な問題解決
金融ポートフォリオ最適化
最良裁定取引計算創薬

材料 計算創薬
最適組合わせ
電力最適分配対話 高度認識通信

膨大なデータ©2023 Q-STAR, Quantum STrategic industry Alliance for Revolution

13量子コンピューティングの加速

IBMは量子ロードマップの拡充を発表(22年5月)
https://techwireasia.com/2021/12/ibm-quantum-computing-billions-2022/

Microsoftは量子コンピュータの開発加速に役立つ、新しい種類の量子ビット作成の実証に成功(22年3月)https://www.techradar.com/news/microsoft-has-developed-a-whole-newkind-of-qubit-to-accelerate-quantum-computing

Amazonは量子技術活用に向け市場参入を表明(21年12月~)
https://www.wired.com/story/amazon-joins-quantum-computing-race/

Googleは有益な量子コンピュータを2029年までに開発すると表明(21年5月)
https://www.theverge.com/2021/5/19/22443453/google-quantum-computer-2029©2023 Q-STAR, Quantum STrategic industry Alliance for Revolution
decade-commercial-useful-qubits-quantum-transistor

14

国産量子コンピュータの開発
理化学研究所 国産量子コンピュータを利用できるクラウドサービスとして稼働開始
国産超電導量子コンピュータ初号機を稼働させ、インターネット上のクラウドサービスで公開
海外勢が先行していた、量子コンピュータの開発競争に参入

クラウド公開・運用・利用の方針
2023年3月24日発表時• 非商用利用とする• 当面は共同研究契約をベースにした運用とする• 当面無償利用とする【出展】理化学研究所Webサイト
https://www.riken.jp/pr/news/2023/20230328_4/index.html
https://www.riken.jp/pr/news/2023/20230324_1/index.html©2023 Q-STAR, Quantum STrategic industry Alliance for Revolution

15量子技術推進への動向
量子技術推進に向けた大きなモメンタムが生まれつつある➢ 世界的な量子技術への関心の高まり

国内では2020年1月に策定された量子技術イノベーション戦略に基づき様々なアクテビティが推進され、2021年にQ-STARが発足。海外で先行する欧州・米国の産業界コンソーシアムとの連携がスタート。

➢ 国策として量子技術を推進

岸田政権での「新しい資本主義」の柱として国産量子コンピュータの開発をはじめとした量子技術の研究開発がハイライト。
経済安全保障政策として、量子暗号通信技術の研究開発と社会実装の推進も政策の一つに掲げられた。

➢ 『量子未来社会ビジョン』策定

未来社会におけるQX(Quantum Transformation)の位置づけを定義し、出口戦略を明確にするため、量子技術イノベーション戦略を見直し（2021年10月～22年3月）。
見直しWGにQ-STARからも参画し、量子技術イノベーション戦略と両輪を成す『量子未来社会ビジョン』として22年4月に発行。
【出典】内閣府統合イノベーション戦略推進会議©2023 Q-STAR, Quantum STrategic industry Alliance for Revolution
https://www8.cao.go.jp/cstp/tougosenryaku/kaigi.html

16産業界の取り組み
Q-STAR（量子技術による新産業創出協議会）©2023 Q-STAR, Quantum STrategic industry Alliance for Revolution量子技術による新産業創出協議会 (Q-STAR)

Quantum STrategic industry Alliance for Revolution
設立

2021年9月1日（一般社団法人化：2022年5月）

目的

量子関連の産業･ビジネスの創出

会員数

７５（2023年5月1日現在）
18

スコープ
産業創出に必要な量子技術及び関連技術に幅広く取り組みます

量子マテリアル

量子生命・医薬・バイオ材料

量子コンピュータ

量子センサーデバイス

膨大なデータ

量子AI

計測技術

量子暗号通信アプリケーションソフト

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Q-STARの歩み
2023
実証ステージへ

2022
議論・ユースケース創出

2021

2022.5
一般社団法人化

立上げ時
2021.5発起人会設立11 会員

2023.1
海外産業団体とのMOU

2021.9Q-STAR 発足

65

24 会員

8 WG 5 部会

会員

75

会員

8 WG 6 部会➢ 『量子未来産業創出戦略』策定に参画

６WG ４部会➢ 50件以上のユースケース議論➢ 『量子未来社会ビジョン』策定に参画➢うち16件を厳選、産業ロードマップ化20量子技術が実現する未来の社会に向けて
世界のデータ
量子コンピュータ関連技術

モノのデータ量子暗号･量子通信関連技術
国土のデータ
セキュアSCADAネットワーク

高セキュリティ通信サービス

人のデータ

政府のデータ

データベース探索､画像認識
金融情報基盤

医療情報基盤

証券関連機関間取引
航空機

銀行間決済
量子化学計算(太陽電池)

量子化学計算(触媒)

太陽光発電

新たな産業

風力発電

工場

製造

DAC

合成燃料製造プラント

水素化プラント

テーラーメイド創薬

運搬船

交通制御

蓄電池

農場

アンモニアプラント

サイバー創薬基盤
量子化学計算(アンモニア合成)

基幹電源
水素発電

物流･人流
病院

エネルギー

エネルギー(電力)

住宅･ビル

省庁

医療

データ駆動ファイナンス

官公庁

物流

農林水産

物流(積載率向上)(｢カーボンニュートラルの産業イメージ｣(経済産業省)(https://www.meti.go.jp/press/2020/12/20201225
012/20201225012-4.pdf)を加工して､ Q-STARのユースケースを基に作成)

金融工学(ポートフォリオ最適化)

銀行

金融

21

量子コンピュータによる産業化 動向
イジング型を活用した組み合わせ最適化を解く問題を中心に取組みが進展
量子ゲート方式は、まだ実用段階までは時間を要する状況

22ソフトウェアプラットフォームの構築
Q-STARとNEDOで連携し、様々なユースケースを実装・検証できる統合的環境を整備
ユースケース

アニーリングマシンのクラウド基盤検証環境の概要
利用者へのトークン発行
User Application
Amplify SDK

クラウド基盤向け
ユーザー管理、検証利用記録

インターネット

Fixstars Amplify ゲートウェイ
••
•
•
•
•

有機分子の結晶構造予測
自然災害リスクポートフォリオ最適化
製造業における生産スケジューリング
新建材（コンクリート）の材料混合比最適化
製造業における人員スケジューリング
報酬発生型ルート案内システム

Fujitsu

TOSHIBA

Amplify AENECHITACHI（Q-STAR 最適化・組合せ問題に関する部会）
23

量子・AI融合技術ビジネス開発グローバル拠点（産総研）への期待
多様なユースケースを実装・検証できる統合的環境構築とベンチマークや人材の育成
1.テストベッドの整備
量子コンピュータの優位性確認（量子重ね合わせの効果を確認できるテストベッドの整備）

古典計算機システム

入力

2.ベンチマークの作成とその配布

苦手

苦手

出力

古典コンピュータでは解けない多くの数
理最適化＆NP問題

Q-STAR検討のユースケースをベンチマーク化し世界にも公開

3.ABCI、スパーコンピュータなどとの連携による古典量子ハイブリッド環境や古典人材への量子技術の導入プログラム

苦手（巡回セールスマン問題、ジョブスケジューリング、ナップザック問題etc)

入力

古典計算機システム

量子コンピュータ

古典計算機システム

出力

量子産業化のための人材育成や情報発信24ユースケース開発手法の普及・標準化
QRAMI＊の導入により、ドメイン、アーキテクチャ、技術の3軸で量子関連領域全体をビジョン化した量子ユースケースの開発が可能に
QRAMI（Quantum Reference Architecture Model for Industrialization）

量子暗号・量子通信ユースケースの全体像

Dimension 2（アーキテクチャレイヤ)ドローン運航制御のビジネスアーキテクチャ

BusinessInterface
Functional
Information
Communication

ユースケース
開発

コールセンターのシフト制御のビジネスアーキテクチャ
候補物質探索のビジネスアーキテクチャ

Integration
Dimension 1（ドメイン）

Asset（incl.labor)

Dimension 3（階層レベル）25

量子技術で未来の社会を豊かにする ～クオンタムシティ構想～
量子技術を活用で全体最適のまちづくりを推進するため、産官学体制構築を
自治体 × 管理センター
都市データ

自治体外電源

自治体管理システム

配送車①

量子コンピュータ

太陽光発電所（地域電力会社設立）

自治体
アプリ

余剰電力は自治体外へ売電
配送車③

配送
ドローンB

EV充電スタンド
EV充電スタンド

量子技術の導入により配送先

風力発電所（地域電力会社設立）➢ 個別最適だけでなく、「まちレベル」での全体最適化へ

自治体
アプリ
配送先

自治体
アプリ

配送
ドローンA

公共施設

自治体
アプリ

公共施設

配車センター

産業装置基地

配送
ドローンD
観光施設

➢ サイバー空間で示された最適解を住民と行政が話し合うことで双方が納得感ったを未来のまちづくりを実現

配送車②
公共施設

➢ 産官学推進体制構築と、政府によるアーリーアダプタの活用を提案

公共施設
配送先

配送ドローンC

自治体
アプリ
EV充電スタンド
太陽光発電所（地域電力会社設立）

配送先

EV充電スタンド
自治体
アプリ

配送車④

バイオマス発電所（地域電力会社設立）

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国際連携の強化による産業化の加速
グローバルの量子産業とエコシステムの成長を国を超えて連携し、支援援するべく、International Council of Quantum Industry Associationsを立ち上げ

2023年1月31日サンフランシスコにてMOU調印

現在の参加団体
Quantum Industry Canada (QIC),
Quantum Economic Development Consortium (QED-C),
Quantum Strategic Industry Alliance for Revolution (Q-STAR)
European Quantum Industry Consortium (QuIC)

共通価値を持つ団体のさらなる加入を歓迎
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事業会社の取り組み例
株式会社フィックスターズ

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株式会社フィックスターズ
会社名

株式会社フィックスターズ

本社所在地

東京都港区芝浦3-1-1 msb Tamachi
田町ステーションタワーN 28階

設立

2002年8月

上場区分
代表取締役社長

グループ会社

5億5,446万円

社員数（連結）263名（2022年9月現在）
キオクシア株式会社
ルネサスエレクトロニクス株式会社

東証プライム（証券コード：3687）
三木

資本金

主なお客様

トヨタグループ（トヨタ自動車株式会社・豊田通商株式会社・株式会社デンソー）
みずほ証券株式会社聡

キヤノン株式会社※グループ会社一覧：https://www.fixstars.com/ja/company/group

Fixstars Solutions, Inc.

2021/10/1 設立(株)Fixstars Amplify

完全子会社
米国での営業及び開発を担当(株)Fixstars Autonomous Technologies
株式会社ネクスティ エレクトロニクスとのJV
自動運転向けソフトウェアを開発(株)Sider(株)Smart Opinion

オスカーテクノロジー(株)完全子会社
開発支援SaaS「Sider」を運営

連結子会社
乳がんAI画像診断支援事業を運営

連結子会社
ソフトウェア自動並列化サービスを提供

完全子会社
量子コンピューティングのクラウド事業を運営

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事業領域
コンピュータの性能を引き出す高速化技術を軸に、人類社会の課題解決に貢献しています。
組込みシステム等の高速化

消費電力削減による環境

フラッシュストレージの高性能化、応用分野の拡大

負荷低減

自動運転の高性能化・実用化

交通事故の低減次世代パーソナルモビリティの研究開発支援

交通弱者への支援

医用画像処理、ゲノム解析の高速化

より気軽で質の高い診断AIによる画像診断支援

治療へのアクセス

AI・量子技術を用いたサービス開発

更なる技術革新へのAIチップ、量子コンピュータ向け開発基盤の提供

土台作り
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フィックスターズグループの沿革
ハードウェアの進化にいち早く対応し、演算能力を最大限に引き出す
ソフトウェア高速化技術とともに成長してきました。
2002

神奈川県横浜市に有限会社
フィックスターズ設立

2006

2004

マルチコア技術開発部設立、Cell/B.E.ソフトウェア開発サービス開始

PlayStation®3の発売を受けてPS3® Information
Siteを立ち上げ

2016

商用量子コンピュータを開発する
D-Wave社との協業開始

2010

2008

GPU向けソフトウェア開発
サービスを開始を立ち上げ
2011

FPGAシステム開発
サービスを開始

2012

2014

東証第一部に市場変更

米国空軍研究所にPlayStation®3を用いた高速クラスタシステムを導入

NANDフラッシュメモリ関連
ソフトウェア開発サービス開始

東証マザーズ市場に上場

2017

2018

自動運転分野のさらなる拡大を目指し、ネクスティ エレクトロニクス社と合弁会社
Fixstars Autonomous Technologiesを設立

2021

量子コンピューティング領域のサービス事業拡大を目指し、株式会社Fixstars Amplifyを設立

2022

東京証券取引所
プライム市場に移行

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フィックスターズの強み
コンピュータの性能を最大限に引き出す、ソフトウェア高速化のエキスパート集団

ハードウェアの知見

アルゴリズム実装力

各産業・研究分野の知見目的の製品に最適なハードウェアを見抜き、その性能をフル活用するソフトウェアを開発します。

ハードウェアの特徴と製品要求仕様に合わせて、アルゴリズムを改良して高速化を実現します。

開発したい製品に使える技術を見抜き、実際に動作する実装までトータルにサポートします。
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サービス提供分野

半導体

産業機器

金融

自動車
● NAND型フラッシュメモリ向けファームウェア開発● 次世代AIチップの開発環境基盤

生命科学● Smart Factory実現への支援● マシンビジョンシステムの高速化● 自動運転の高性能化、実用化● ゲノム解析の高速化● 次世代パーソナルモビリティの● 医用画像処理の高速化

研究開発● デリバティブシステムの高速化● HFT(アルゴリズムトレード)の高速化● AI画像診断システムの研究開発

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サービス領域
様々な領域でソフトウェア高速化サービスを提供しています。大量データの高速処理は、お客様の製品競争力の源泉となっています。

組込み高速化

GPU向け高速化

AI・深層学習

画像処理・アルゴリズム
開発

FPGAを活用したシステム開発

分散並列システム開発

量子コンピューティング

自動車向け

フラッシュメモリ向け

ソフトウェア開発

ファームウェア開発34

量子コンピューティング活用支援
多様なハードウェアでのソフトウェア高速化サービスに加え、量子コンピュータ活用支援とシステム開発を提供しています。

お客様の課題量子コンピューティングが課題の解決に役立つか、確信が持てない量子コンピューティングの検討をどう進めていったら良いかわからない作りたいアプリケーションがあるが、開発が難しい

ご支援内容
セミナー・トレーニング
量子コンピュータの研究動向や活用事例、実際の利用方法等

コンサルティング
セットアップ支援、処理の分割や変換等のコンサル

クラウド実行環境のご提供
クラウド経由での量子コンピュータ利用サービスを提供

ソフトウェア高速化・開発支援サービス
量子コンピュータを組み合わせてシステムの高速化を実現

Fixstars Amplify（クラウドサービス）
量子コンピューティング技術を簡単に実装活用できる、クラウドプラットフォーム

D-Wave社の量子コンピュータや独自開発のGPUアニーリングマシンなど、組合せ最適化問題の専用マシンを効率的に実行できる。

1
2
3

様々なマシンに対応各社の専用マシンを、同様のソースコードで実行できます

シンプルで効率的なアプリ開発
複雑で専門性の高いプロセスを効率的に自動化しています

PoCから実問題まで対応
独自の専用マシンは大規模な問題の高速計算ができます
製造

物流

創薬金融

交通
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物流倉庫における人員配置最適化
住友商事グループ様

物流倉庫での活用事例

内閣府主催SIP公開シンポジウム2021発表

1

通販向け物流倉庫で誰がどの仕事を担当するか割り振る量子コンピューティングシス

ベルメゾンロジスコ様のご協力を得て実施

テムを開発

2
3

30分以上かかっていた割り当て作業が1秒未満の計算で実現
業務負荷の偏りが解消し、全体の作業効率も30％改善する割り当てパターンが計算できた
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データセンターの消費電力削減
データセンターの使用機器の増加傾向を鑑み、現在よりも冷却熱量が30％増加した場合を前提条件として設定。
1時間毎に台数・負荷を計算し、電力消費量が最小となる、熱源設備の冷凍機の最適な運転計画を立案。
この計画に基づく運転を仮定すると、最大で10％程度の電力削減が実現可能と試算できた。

出典：株式会社野村総合研究所＞プレスリリース（2022/12/6発表）

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共同研究：ポリマーの相分離構造のシミュレーション（慶應義塾大学 村松研究室)⚫

⚫

ポリマーの相分離のシミュレーションには、Phase-Field 法と呼ばれる従来のコンピュータを使った材料内部組織形成を直接計算する手法がよく使われているが、均衡状態になるまでに長い時間がかかる、という課題があった。

本論文では、ジブロックポリマーの相分離構造のシミュレーションに用いる Phase-Field 法のモデルをイジングマシンで解けるよう定式化し、実際に解いたところ、従来手法と同様の傾向の解を、高速に（100分 → 数秒）求めることができることを確認

相分離の均衡状態のシミュレーション結果
Phase-Field法

エネルギー値と計算時間

イジングマシン

ポリマーB
ポリマーA

100分1秒

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