※本記事は、AI for Good Global Summit 2025のQuantum Trackにおける閉会セッション「Quantum for Good: Shaping the future of quantum – What happens next?」の内容を基に作成されています。本セッションは、UNESCO量子年を記念してAI for Goodイベントで初めて開催された量子トラックの一環として実施されました。動画の詳細情報は https://www.youtube.com/watch?v=1wwekvvWzvw でご覧いただけます。
本セッションでは、明確な政策、強力なフレームワーク、熟練した労働力が量子技術の潜在能力を最大限に引き出すために不可欠であることを踏まえ、次のステップについて戦略的な総括が行われました。グローバルなアプローチを形成し、人材に投資し、前向きな量子エコシステムを構築するための具体的なアクションが強調され、量子時代におけるグローバルな協調とスキル開発を推進するITUの役割についても言及されています。
登壇者: Leandro Aolita氏 - Technology Innovation Institute（アラブ首長国連邦・Abu Dhabi）量子研究センター、Acting Chief Researcher
AI for Goodは、革新的なAI応用を特定し、スキルと標準を構築し、グローバルな課題を解決するためのパートナーシップを推進しています。AI for GoodはITUが50以上の国連パートナーと協力して組織し、スイス政府と共同で開催しています。
本記事では、セッションの内容を要約しております。なお、本記事の内容は登壇者の見解を正確に反映するよう努めていますが、要約や解釈による誤りがある可能性もありますので、正確な情報や文脈については、オリジナルの動画をご覧いただくことをお勧めいたします。また、AI for Good Global Summit 2026の詳細については https://aiforgood.itu.int/summit26/ をご参照ください。
1. イントロダクションと人類史における技術革新
皆さん、おはようございます。私の名前はLeandro Olitaです。私はアラブ首長国連邦のAbu DhabiにあるTechnology Innovation Instituteの量子研究センターのチーフリサーチャーを務めています。本日は量子トラックの閉会セッションを担当させていただきます。
今年は、AI for Goodイベントにとって特別な年です。というのも、今年初めて量子に特化したトラックが設けられたからです。これはUNESCOの量子年を記念して開催されています。私は本日、量子の未来を形作るために私たちが行っていること、具体的には研究、産業、ビジネスの各分野での取り組み、そして次に何が起こるのかについてお話しします。
まず、人類の歴史において、技術革新がどのように展開してきたか、そして科学や物理学とのつながりについて振り返ってみたいと思います。
今から2世紀半前の産業革命まで時を遡りましょう。産業革命は、例えば蒸気機関のような発明によって推進されました。これらの発明は産業全体を機械化し、あらゆるものをはるかに効率的にしました。そして、このような技術革新は、物理学における発見、科学におけるブレークスルーによって可能になったのです。具体的には、熱力学や古典力学、流体力学といった分野の進展があり、産業革命の後期段階では電磁気学も加わりました。
次に、1世紀半ほど時を進めると、第一次量子技術革命に到達します。この革命は、トランジスタ、レーザー、原子時計といった発明によって特徴づけられます。これらもまた物理学における発見によって可能になりました。実際、これらは人類史上最大の概念的科学革命によって可能になったのです。それが量子理論の発見、あるいは科学の捉え方によっては発明と呼ぶべきものです。
トランジスタやレーザーを作るために必要だった理解は、物質と光が量子レベルでどのように働くかを理解することによって初めて可能になりました。この理解は、20世紀初頭に量子理論として知られる思考の革命から生まれたものです。
さて、ここで私が何を言いたいのかというと、第一次量子革命、特にトランジスタは、今度はデジタル革命を可能にしたということです。このデジタル革命は、1970年代と1980年代にアナログシステムからデジタルシステムへの移行とともに始まり、マイクロプロセッサの大量普及、その後のインターネット、クラウドコンピューティング、そして現在に至るまでAI、モノのインターネット、自動化へと続いています。
そして今、私たちは第二次量子技術革命の入り口に立っています。この革命は三つの主要な応用分野によって特徴づけられます。それは量子計算、量子通信、そして量子センシングです。皆さんもこれらについて聞いたことがあるかもしれません。
これまでの技術と今回の違いは何でしょうか。これらの技術は、物質と光が微視的なスケールでどのように振る舞うか、つまり量子効果が明らかになるスケールでの理解を必要とするだけではありません。それに加えて、これらの技術は単一の原子や単一の光の粒子を前例のない実験レベルで制御する能力を必要とするのです。
これは25年前、20年から25年前に始まったことですが、まだ展開中です。量子コンピュータは、新しい計算モデルを定義します。それははるかに効率的で、エネルギー効率も優れています。これらのマシンが可能にする問題は数多くあり、後ほどいくつかの応用例についてお話しします。量子通信は、物理法則そのものによってセキュリティが保証される暗号化スキームを可能にします。そして量子センシングでは、重力、力、磁場、さらには温度に対する超精密センサーが実現され、様々な産業に影響を与えることになります。
ここでお見せしている図は、中央の図解を除いて、すべて私たちのAbu Dhabiのラボ施設で撮影された実際の写真です。詳細については後ほどお話しします。
2. 量子コンピューティングの応用と可能性
それでは、量子コンピューティングとは何かについて少し焦点を当てたいと思います。これは量子技術の中で最も大きな応用分野です。期待されているのは、初期段階では量子シミュレーションによって複雑な分子や結晶構造をシミュレートできるようになることです。これは材料科学、製薬、化学の分野に影響を与えることになります。
例えば、高温超伝導体の開発を助ける理解を得られるかもしれません。あるいは、より効率的な太陽光パネルの開発も可能になるでしょう。同時に、窒素固定の理解も重要です。これは現在、肥料やアンモニアに関連しており、今日ではHaber-Boschプロセスという工業プロセスによって行われています。これは極めてエネルギー集約的で非効率的な工業プロセスです。もし量子シミュレーションによって窒素固定がどのように機能するかを理解できれば、同じ目的のためのより効率的なスキームを開発できるでしょう。薬物発見や触媒、その他の化学の応用についても同様です。
後の段階では、工学と重工業のためのデジタル量子計算が実現します。計算流体力学や複雑な動的システムに向けた多くの研究が進んでいます。非常に大規模な方程式系を解くことができるようになり、これは産業において多くの応用を持つことになります。もちろん、石油貯留層シミュレーションのような興味深い応用もあります。
そして、皆が話題にしている量子AIと組合せ最適化があります。量子コンピュータは生成機械学習に影響を与えるでしょう。すでに量子回路を使用する生成機械学習アーキテクチャのモデルが存在しています。データ拡張や異常検知、そしてあらゆる種類の最適化があります。CO2排出削減、生産ライン、自動化された生産ライン、物流、そして最終的には金融や保険といった分野です。例えば、保険セクターにおけるリスク管理などです。これらは非常に有望な応用分野であり、これが分野を動かしているものです。
しかし、現実には非常に多くのノイズが存在しています。今日、量子セクターでは非常に大きなニュースを耳にします。大手コンサルティング会社が、この産業の市場価値を10年後には数兆ドル規模になると予測しています。そして同時に、これは技術リーダーの意見次第で、量子関連株が黙示録的な悲観論から狂乱的な楽観論へと気分を変えるセクターでもあります。
また、量子プロバイダーからあらゆる種類の発表を数多く聞きます。それは科学レベルでのものもあれば、商業レベルでのものもあります。異なる量子プロバイダー間では、誰が最大の商業契約を獲得するかを競う軍拡競争が起きています。そしてもちろん、量子チップの生産という点でも軍拡競争が行われています。
つまり、質問はこうです。外部で非常に多くのことが進行していますが、実際に何が本物なのか、何が本当に有望なのか、そして何が実際には誇大広告なのかをどのように見極めればよいのでしょうか。答えは、魔法の近道はないということです。本当に取り組みに着手して、大胆なR&D、つまり研究開発とイノベーションを行う必要があります。
本当に実際の近道はありません。これは企業、学術界、政府間で調整される必要がありますが、私たちがまだ行う必要がある活動の核心は、重要なR&Dなのです。
3. 量子分野の現状とTechnology Innovation Instituteの取り組み
このことが、私たちがAbu DhabiのTechnology Innovation Instituteの量子研究センターで行っていることへとつながります。私たちのミッションは非常に明確です。私たちは、堅実な科学的根拠に基づいた応用駆動型のR&Dを行いたいと考えています。科学的厳密性をもって深層技術ビジネスを推進し、実現したいのです。
量子研究センターは、2020年のCOVIDの第一波の真っ只中に開始されました。私自身は2021年にAbu Dhabiに移りました。これらのわずか数年の間に、私たちはセンターを成長させ、一流の科学者を雇用することに成功しました。現在、私たちはほぼ93名のチームメンバーを擁しており、そのうち86名が様々な国籍の研究者とエンジニアです。私たちには素晴らしいアドバイザー委員会があり、かなりの学術的成果を生み出してきました。物理学、コンピュータサイエンス、数学、工学の一流ジャーナルに158本の論文を発表しています。
すでにTRL（Technology Readiness Level、技術成熟度レベル）が4以上の18製品を開発中であり、5件の特許申請が進行中です。これは、UAEが科学的伝統という点では比較的若い国であることを考慮すると、注目に値することです。ですから、私たちは数年間で、多くの国々では見られなかったレベルの活動を達成したことを誇りに思っています。
それでは、私たちがどのようにこれを行っているか、どのように研究を組織しているかについて、もう少し詳しく説明させてください。私たちは三つの主要な量子技術に関する活動を行っています。それはコンピューティング、通信、センシングです。そして、理論と実験の両方の活動があります。上部には量子アルゴリズム、量子ミドルウェア、量子物理理論があります。これらが私たちの物理学、理論部門です。下部には量子コンピューティングハードウェアラボ、量子通信、量子センシングがあります。これらが私たちの実験的取り組みです。これは量子技術研究に対するフルスタックアプローチであり、理論と実験の両方を含んでいます。
4. フルスタック研究体制と量子コンピューティングハードウェア
それでは、私たちが何をしているかを少しお見せしましょう。量子コンピューティングハードウェアラボでは、超伝導量子ビットチップを開発しています。私たちは世界クラスのインフラストラクチャを持っています。ここに見えるのは私たちのクライオスタットで、これがQPU（量子処理ユニット）を保持しています。私たちのチップの写真も見ることができます。これらは現在3量子ビットを持つ量子処理ユニットです。
私たちは今年末までに5量子ビットに到達する予定です。そして、私たちは独自の社内FAB施設を持っています。私たちには、自分たちで量子チップをプリントできるクリーンルームがあります。量子ビットの品質を最適化し改善するために、異なる材料を使った新しい設計を試すことができるのです。私たちはQPUの概念化、設計、特性評価、キャリブレーションも行っています。
繰り返しますが、量子主権に向けたすべてのステップを完全にマスターし、Abu Dhabiでプリントされた5量子ビットを達成できることは、多くのヨーロッパ諸国がはるかに強力で長い科学的伝統を持っているにもかかわらず、まだ達成していないことなのです。これが私たちが持っている社内技術です。これは私たちが行っている超伝導量子ビットですが、私たちは他のプラットフォームにもリモートでアクセスできます。例えば、パートナー企業との合意を通じて、イオントラップモデルや中性原子のプラットフォームにアクセスし、そこで量子アルゴリズムを開発してテストすることができます。
5. 量子アルゴリズムと量子ミドルウェアQIBO
それでは、量子アルゴリズムについて少しお話ししましょう。私たちの量子アルゴリズムチームは、量子アルゴリズムの開発と、私たちが量子インスパイアアルゴリズムと呼ぶものの両方において非常に強力です。
量子インスパイアアルゴリズムは、通常のGPUやCPUのような古典的なマシン上で実行できるアルゴリズムです。しかし、量子計算理論の中で開発されてきたアイデアや技術を取り入れています。これは些細なことではありません。なぜなら、昨日の量子トラックセッションの冒頭で私が言ったように、量子コンピュータは問題全体を単独で解決するスタンドアロンのマシンにはならないからです。
むしろ、量子コンピュータは高性能コンピューティングアーキテクチャ内で量子ハードウェアアクセラレータとして機能することになります。つまり、AIや、GPUのような古典的なハードウェアアクセラレータと統合される必要があるのです。そして、量子と古典の間のハイブリッドなアルゴリズムも必要になります。つまり、量子アルゴリズムまたは本当に量子インスパイアアルゴリズムを適用できる連続的なスペクトルが存在するのです。
私たちは計算流体力学への応用を研究しています。例えば、Emirates国営エネルギー会社との興味深い共同研究があります。原子炉内の流体と中性子流動を理解するための研究です。私たちはタンパク質設計と分子動力学に関する非常に強力なチームを持っています。交通予測と最適化に関する研究も行っています。
また、量子処理ユニットの特性評価方法を理解するための強力なチームもあります。これらのデバイスの特性評価は実際には容易ではありません。エラーを特性評価する必要があります。なぜなら、量子エラー訂正と軽減を行いたいからです。ですから、その分野でも活動を行っています。
先ほど申し上げたように、私たちは問題のフルスタックの範囲に取り組んでいます。さて、皆さんはこう思うかもしれません。量子アルゴリズムという高い抽象レベルがあり、そして量子チップを制御する無線周波数パルスがある。その間には多くのコンポーネントがありますよね。制御エレクトロニクスや多くのソフトウェアがあります。
その中間に位置するすべてのソフトウェアが、私たちが量子ミドルウェアと呼ぶものであり、これは些細なことではありません。私たちの主要製品はQIBOです。これは量子コンピューティング用のオープンソースミドルウェアです。これは量子コンピュータのプログラミングだけでなく、量子チップのキャリブレーション、シミュレーション、制御のための完全なフレームワーク、ソフトウェアフレームワークです。qiboscience.comのウェブサイトをぜひご覧いただきたいと思います。
6. 量子通信と衛星・地上間通信
それでは、量子通信に移りましょう。これが私たちのフォトニクスラボです。ここでの目標は、長期的には量子デバイスを接続し、量子安全暗号化スキームを開発することです。私たちが行っている主要なことの一つは量子鍵配送です。また、完全な量子乱数生成器も持っています。
私たちはエンタングルメントベースの量子鍵配送システムを生産しています。これらは非常に高度なものです。私たちは日常的に量子非局所性を実証しており、これらはアラブ世界で初めてのエンタングルメントと量子非局所性の実証でした。これは非常に高度な技術です。実際、私たちはパートナーシップを結んでおり、私たちの商業化部門であるVenture Oneと協力して、UAEでQKDファイバーを実際に展開し、商業化に向けて動いています。
これらはすべてテレコムファイバーを使ったQKDですが、私たちは衛星・地上間量子通信も研究しています。想像していただきたいのですが、量子配送スキームはテレコムファイバーを介して機能することができますが、距離があまりにも長い場合、リピーターを少し使うことはできますが、ある時点で衛星・地上間の支援が必要になります。これが私たちが研究していることです。
実際、私たちはAbu Dhabi量子光学地上局を持っています。これはAlwatha砂漠にあり、Abu Dhabiのダウンタウンから車で45分の場所です。ここには初めての種類となる高性能望遠鏡があり、これは協調的なアプローチになる予定です。なぜなら、量子のために計画されているほとんどのミッション、ほとんどの衛星ミッションと互換性があるからです。
これは私たちが非常に誇りに思っていることです。もちろん、ここにはUAE宇宙局、量子インターネット同盟といった名前が見えます。私たちには多くのパートナーであるステークホルダーがいます。
7. 量子センシングと量子物理理論
最後に、量子センシングラボと量子物理理論の活動についてご説明させてください。
私たちはナビゲーションと測位のための加速度計を開発しています。磁力計も開発しており、これもGPSナビゲーションや磁気探査に使用されます。これは医療画像や材料特性評価にも関連性があります。例えば、Abu Dhabi国営石油会社とのプロジェクトがあります。ここでは、バッテリーの寿命を監視するため、または地下の炭素貯蔵、つまり炭素貯蔵貯留層を監視するための超高感度磁気センサーを研究したいと考えています。これらは磁場センシングによって驚くほどよく監視することができるのです。
また、私たちには量子物理理論グループがあり、これは非常に強力です。これは先ほど申し上げたように必要なものです。量子は現在ビジネスにとって興味深いものですが、まだ行うべき研究が多くあります。ですから、私たちには強力な理論サポートが必要なのです。それは私たちの超伝導量子ビットを改善しモデリングするためだけでなく、新しい量子シミュレーション、アトムトロニクススキーム、さらには量子センシング物理学を考えるためにも必要です。これはAbu Dhabiにおいて非常に強力なチームです。
8. 重要なメッセージと今後の課題
それでは、最後のスライドに移ります。実際、このスライドには少し時間を使いたいと思います。これはいくつかの持ち帰っていただきたいメッセージです。
第二次量子技術革命はまさに展開中です。これは情報処理技術、サイバーセキュリティ、高精度測定を破壊することになり、様々な産業に多大な影響を与えるでしょう。私たちには政府、産業、学術界の間の協調が必要です。私たちにはまだ多くのR&Dが必要なのです。
実際、人々はよくこう尋ねます。大きな問いは、兆ドル規模の問いは、量子コンピューティングのキラーアプリケーションとは何になるのかということです。現実は、私たちは本当にそれを理解する必要があるということであり、それを理解するための最良の方法は、これらのマシンを構築することなのです。私たちは量子コンピュータを構築して、実際に主要な応用が何になるかを把握できるようにする必要があります。
私のPhD指導教授は、人々が量子は何の役に立つのかと尋ねると、彼はこう答えていました。それは生まれたばかりの赤ちゃんに、それが何の役に立つのかを尋ねるのと似ていると。赤ちゃんを成長させる必要があります。それと遊んで、どこに向かうのかを理解する必要があるのです。
そして、私たちには量子アルゴリズムへのより多くの投資も必要です。真実は、私たちには少数の、いわばフラッグシップアルゴリズムがあり、それらについては指数関数的な量子ランダムスピードアップが得られることに非常に自信を持っていますが、これらは非常に少数です。実際、これらはあまりにも少ないのです。もし今日、たとえ今日、完全に誤り訂正された大規模な量子コンピュータを与えられたとしても、先ほど申し上げたように、指数関数的なランダムスピードアップが得られると確信できるアルゴリズムはあまり多くないのです。
ですから、投資の大部分が量子ハードウェアに向けられてきたのは驚くべきことではありません。なぜなら、量子ハードウェアを開発することは本当に困難であり、異なる競合プラットフォームが存在するからです。誰が勝者になるかさえ明確ではありません。しかし、私たちは量子アルゴリズム研究に焦点を当てる必要があります。これは実際に非常に重要なことなのです。
9. 量子安全暗号化への移行とグローバル協力
通信に関して言えば、心に留めておくべき重要なことは、量子安全スキーム、量子安全暗号化スキームへの移行です。これらは量子鍵配送とは別に、私たちがTIIで暗号研究センターと協力して開発しているものがあります。耐量子暗号と呼ばれるもので、これは古典的なアルゴリズムです。これは物理法則に基づいていません。これは異なるタイプの量子安全暗号化スキームであり、私たちはこのタイプの量子安全スキームへの移行に取り組んでいます。
おそらく初期段階では、移行は耐量子暗号へのものとなり、その後、最終的には完全な量子鍵配送スキームへ、あるいはおそらく両者のハイブリッドと組み合わせになるでしょう。これも私たちがTIIで取り組んでいることです。しかし、移行は今日始める必要があります。なぜなら、ハッカーや敵対者が暗号化された情報を保存している可能性があるからです。彼らは今それを解読することはできませんが、おそらく10年後に量子コンピュータが十分に成熟した時には、それを解読できるようになるでしょう。そして、セキュリティが必要なのです。秘密性の優先度によっては、1年や2年以上、時には数十年以上にわたってデータを保護したいのです。ですから、移行は本当に今日始める必要があるのです。
私たちには協調的なアプローチが必要です。理想的には、断片化は本当に望ましいものではありません。努力の重複、これは私たちが多く目にしているものです。異なる国々、異なる競合セクター、そして輸出禁止措置も大きなリスクです。これはこのタイプの会議で議論されなければならないことです。可能な限り協調的であることを試みることが非常に重要です。なぜなら、課題は大きく、巨大であり、これは協調的な方法で取り組まなければならないからです。
10. UAEの戦略的ビジョンと閉会
UAEに関して言えば、これはアラブ世界における先駆者であると私は言いたいと思います。なぜなら、私たちが本当にそこで行いたいことは、単に技術を採用したり購入したりすることではないからです。私たちは本当に国内で新しい技術を開発したいのです。これはUAEの戦略的ビジョンの中にあります。今後数十年でUAEは商品ベースの経済から実際の知識ベースの経済へと移行していくというビジョンです。
私たちはこの移行のための主要な推進力の一つです。私たちはUAEにおけるこの移行の大きな推進力の一つであることを誇りに思っています。
最後に、私たちは誇大広告と現実を選別する必要があります。そして先ほど申し上げたように、そのための近道はありません。本当に大胆なR&D研究とイノベーションを行う必要があるのです。
最後のスライドとして、Jillianが私に依頼したのは... ああ、これはスライドの別のバージョンだと思います。
私は最後のスピーカーでもあるため、いくつかのお知らせをするよう依頼されました。最初のお知らせは、量子トラックは2026年のAI for Goodイベントでも継続されるということです。ですから、これがここで持つ最後の量子トラックになることはありません。
また、ITUとUNOCC（正確な略語であることを願います）によって、ここジュネーブの2つの異なる都市間、ジュネーブのステーション間にQKDシステムが展開されるという別のお知らせもありました。しかし、スライドがないようなので、口頭で申し上げます。略語を正しく覚えていることを願います。
ご清聴ありがとうございました。お話しできて光栄でした。