量子コンピューティング投資:"完全耐障害ロジック量子ビット"を理解する現在の量子コンピューティングは「ノイズ中規模量子(NISQ)段階」にあり、数十から数百の物理量子ビットを操作できますが、完全な耐障害性はまだ実現されていません。汎用量子コンピューティングの目標は、論理量子ビットを利用して任意に複雑なアルゴリズムを実行することですが、現在の各社は数十から数百の物理ビットを用いて、限られた時間内に安定して動作できる、少数の誤り訂正機能を持つ論理ビットのコーディングを試みています。全体的に見て、量子コンピューティングは「実演可能」から「耐障害性」への移行を進めていますが、スケーラブルな汎用量子コンピュータには依然として数年、場合によっては十年以上の工学的突破が必要です。01 | 完全耐障害の論理量子ビットが「任意の深さのアルゴリズムを実行可能」であることは、何を意味するのでしょうか?これは量子コンピューティングの「ゼロポイントブレイクスルー」を実現したことに相当します。その意義は非常に重大であり、「短距離走のロボットから、マラソンを走れる機械生命へと進化する」と例えることができます。このような論理ビットを持つことは、つまり:1. フォールトトレラント量子コンピューティング(FTQC)の基本ユニットが真に実現されています。A、ノイズ、脱コヒーレンス、操作誤差の蓄積に対抗できる。B、理論的には量子情報の寿命を無限に延ばすことが可能です。2. 任意の深さの回路を実行可能A、現在の量子コンピューティングは数十または百層の量子ゲート操作しか実行できません(その後、誤差が累積して崩壊します)。B、フォールトトレラントロジックビットは、何千ものゲート操作を実行でき、実用的なアルゴリズム(例えば、Shorのアルゴリズム、量子化学シミュレーションなど)を実行することができます。3、"実用量子コンピュータ" の必要なハードル。A、完全な耐障害性の論理ビットは「安定したトランジスタ」の発明のようなものです。B、あの瞬間から、量子コンピューティングはもはや実験室のデモに留まらず、産業化してスケールアップ可能な技術となった。02 | 現在このような「完全にフォールトトレラントな論理ビット」は存在していますか?答えは:現在のところありません。多くの企業(Quantinuum、Google、IonQ、IBM、PsiQuantumなど)が「論理ビット」または「誤り訂正論理ビット」を実現したと主張していますが、これらはすべて有限の寿命を持つ論理ビットであり、「完全耐障害」の意味ではありません。現在の状況は以下の通りです:03 | “完全耐障害論理ビット”をどう理性的に見るか?1、現在のすべての論理ビットは「部分的に耐障害性がある」:つまり、エラー修正によって寿命を延ばすことができるが、まだ無限にアルゴリズムを実行することはできない。2、真の「完全フォールトトレラント」な論理ビットには、次のものが必要です:1)ドアの真実度 < 10^-42)エラー訂正オーバーヘッド < 100 物理ビット / ロジカルビット3)安定したリアルタイム量子フィードバック制御3、現在、どの企業もこの段階には達していませんが、Quantinuum、Google、IBMは徐々に近づいています。量子コンピューティング投資:Quantinuumの48個の論理量子ビットをどのように理性的に見るかQuantinuum 量子コンピュータが最近発表した Helios システムは、製品 Helios が 98 個の物理量子ビットを用いて 48 個の誤り訂正能力を持つ論理量子ビットを実現できると主張しています。他の主流アーキテクチャが 1 つの論理量子ビットを実現するために数十から数百個の物理量子ビットを必要とするのに対し、Helios はほぼ 2:1 の高効率な変換を実現しました。この技術的ブレークスルーは、ソフトウェアとハードウェアの高度な協調と複雑な誤り訂正アルゴリズムに依存しており、量子エンジニアリング分野の大きな課題となっています。このニュースは瞬時に学界と産業界で熱議を呼び起こしました —— それは量子エラー訂正技術の実質的な飛躍を代表する可能性もあれば、デモと宣伝の違いを含む可能性もあります。Quantinuumは、ハネウェル量子ソリューション(Honeywell Quantum Solutions)とケンブリッジ量子計算(Cambridge Quantum)が2021年に合併して設立した世界有数の量子コンピューティング企業で、ハードウェアからソフトウェアまでの全スタック量子技術の研究開発に特化しています。ハネウェルは現在、約50%\~55%のQuantinuumの株式を保有しています。01 | なぜこれが注目すべき成果であるのか1、工学的な観点から見ると、それは非常に難しいです。量子誤り訂正は「脆弱な量子状態」を多くの物理ビットにエンコードし、頻繁な測定/フィードバックを通じてノイズを抑制する必要があります。従来の見解では、信頼できる論理ビットを作成するには数十から数百の物理ビットが必要になるとされています。このような背景の中で、2:1のエンコード率を達成したと主張することは、明らかに非常に異常な効率です。2、ハードウェアとソフトウェアの協調証拠Quantinuumが提供する物理ゲートの忠実度(シングルおよび二量子ビットの忠実度)は業界の最前線にあり、彼らはシステム全体のホワイトペーパー/プレプリントを詳細に発表しました。これは、単一のパラメータの向上ではなく、システムレベル(ハードウェア+制御+ソフトウェアスタック)の最適化の結果であることを示しています。3、既存の研究チームが Helios を「利用可能なプラットフォーム」として研究を行っています。単なる社内プレゼンテーションだけでなく、独立した学術研究がHelios上で非自明な物理シミュレーションを実行しており、このマシンが外部に研究レベルの計算能力を提供していることを示しています。以上の通り:これは「高い関心を持つべき」工学的進展であり、空虚なキャッチフレーズではありません。02 | 現在の業界レベルに対する横の比較主流ルート(特に多くの超伝導および初期のイオンデモ)では、安定したロジックビットを実現するために通常2つ以上の物理ビットが必要であり、多くのシステムは「ブレークイーブン」(エンコードされたパフォーマンスが生の物理ビットを上回る)を達成する前に、より大きなエンコーディングオーバーヘッドが必要です。したがって、Heliosの2:1の声明は業界の文脈において「顕著に先行している」デモに属します。以下は、いくつかの主要な量子コンピューティング会社の製品における、物理量子ビット (physical qubits) と論理量子ビット (logical qubits) の既知の状況です。説明が必要なのは、論理量子ビットの指標は現在まだ少なく、時にはあいまいであること(例えば「エラー訂正」vs「エラー検出」や「信頼性のある論理ビット」)ですので、以下のデータは参考としてのみ使用され、包括的で完全に比較可能ではありません。03 | この成果を理性的に見るにはどうすればよいか1、信頼できる点● 公式と技術のホワイトペーパーが存在します:Quantinuum は、物理ゲートの忠実度、コンポーネントレベルのエラーレート、およびシステムのベンチマークを示すプレスリリースとシステムレベルのプレプリント(arXiv)を発表しました。公開されたホワイトペーパーは「純粋な主張」に対する疑念を減少させました。● 第三者の研究使用例:独立した論文が Helios 上で複雑なシミュレーションを実行し、データを公開していることから、このプラットフォームは実際の研究実験に使用できることが示されており、社内デモだけに限られていません。2、注意が必要な点(すぐに「完全な耐障害性」と考えてはいけない)● 「ロジックビット」の定義の曖昧さ:用語「logical qubit」は「何らかのエンコーディングによって検出/訂正可能なビット」を指す場合がありますが、異なるチームは「fully error-corrected」と「error-detected」の定義が異なります。Quantinuum自体は材料内で複数のLQ(例えば、error-detectedとerror-correctedの異なるカウント)を区別しているため、具体的なエンコーディングスキームと対応する論理ゲートの誤差率を見る必要があります。「48 LQ」を単純に「任意の深さのアルゴリズムを実行できる完全な耐障害ビット」と解釈するのは厳密ではありません。● デモ ≠ 商用拡張性:一度のシステムレベルのデモ(特に厳密に制御されたテストタスクや特定の回路下で)では良好な結果が得られるが、同じ効率と性能を千、万の論理ビットに拡大し、長期間安定を保つことは、冷却、制御の複雑さ、ハードウェアの良品率など、多くの工学的課題を伴う。メディアと企業は「デモ成功」と「ルートの拡張性」を同時に強調することが多いが、両者は別々に評価する必要がある。3、"実現するかどうか"の重要な指標● 論理ゲート誤差率(logical Gate error rates):単に「物理ゲートの忠実度」を見るだけでなく、「論理ゲート」が中程度/深い回路において誤差率が物理ビットよりも持続的に低いかどうかも確認する必要があります。● ブレークイーブン / 持続性テスト:実際のタスクにおいて、エンコードされたビットが長期間の深い回路で未エンコードの物理ビットよりも優れていることを示す明確な実験があるかどうか。Quantinuumは材料の中で「ブレークイーブン以上」のような表現を言及していますが、具体的なデータと統計的有意性を見る必要があります。● 独立再現 / 同行評価:arXivは重要な開示ですが、同行評価された論文と第三者による再現が信頼性を大幅に向上させます。今後、トップ会議やジャーナル(例えばNature、PRX、Science)または独立機関の再現報告に注目してください。● スケーラビリティロードマップ:ベンダーがどのように98→48のデモを数百/数千の論理量子ビット(例えば、制御チャネル、誤り訂正コスト、冷却およびチップの歩留まり)に拡大するか——技術的なロードマップは現実的か、タイムラインは妥当か、マイルストーンはあるか。Quantinuum自身が発表したロードマップ関連の資料は、並行して追跡する価値があります。04 | 結論Heliosの2:1の声明は真実であり重要な技術デモですが、これは「汎用耐障害計算の完了を宣言する」終点ではなく、「汎用かつスケーラブルな耐障害に向けて一歩近づいたが、さらなる独立した検証とスケールアップの工事が必要である」ということです。テクノロジーニュースでは「デモの成功」が「革命が成し遂げられた」と書かれることがよくあります。Heliosの98→48の成果は、確かに近年の量子誤り訂正エンジニアリングの中で非常に際立ったデモです:物理→論理のコストを大幅に圧縮し、実際の研究シミュレーションに既に使用されています。しかし、理性的な科学的態度は、これを「デモ→査読→第三者による再現→スケーラブルなエンジニアリング」というチェーン上で段階的に検証することを要求します。Heliosを「マイルストーン」として捉え、「最終目的」としてではなく、過度に楽観的にも過度に疑念を抱くこともなく、これは最も堅実な見解です。掘金「十五五」:中国の量子テクノロジー産業投資全体図、核心プレイヤーとゴールデンルート未来はすでに到来し、量子技術はもはや手の届かない実験室の概念ではなく、国の運命に関わる、巨大な投資機会を秘めた産業革命です。「第14次五カ年計画」において量子技術が未来産業の核心的なレースと位置付けられる中、このかつての「研究無人地帯」は急速に「産業の新たな高地」に変貌を遂げています。投資家にとって、中国の量子産業の脈絡を理解し、その中の核心プレイヤーとゴールデンレースを見極めることは、今後10年間のテクノロジー投資トレンドを把握するための必修課題となっています。この記事では、中国の量子テクノロジー産業を技術の方向性、主要企業、投資ロジックに基づいて詳しく整理し、明確な投資ナビゲーションマップを描きます。01 | トップレベルデザイン:国家戦略主導のゴールデンロード1.中国の量子科学技術の発展に関する「第15次5カ年計画」:1)戦略的ポジショニング:量子技術は人工知能、ライフサイエンス、深海・宇宙などと並び、未来の産業の新たな競争の舞台です。2030年までに量子通信で世界をリードし、量子コンピューティングの実用的な突破を実現し、量子測定の大規模な応用を行うことを目指します。2035年には科学技術大国を築くための戦略的な基盤を確立します。2) 技術的なディレクション:量子通信:国家の広域量子秘密通信バックボーンネットワークを完備し、星と地球の一体的なカバレッジを実現し、金融、政務、電力などの業界向けの暗号化アプリケーションの規模を拡大します。量子コンピューティング:突破量子チップ、量子誤り訂正、量子オペレーティングシステムなどの重要技術を進め、「祖冲之」「九章」シリーズのプロトタイプを実用量子コンピュータへと進化させ、国家レベルの量子計算能力のスケジューリングプラットフォームを構築する。量子測定:量子ジャイロスコープ、冷却原子重力計、量子時計の精度と安定性を向上させ、ナビゲーション、地質探査、医療画像などの民間分野への応用を拡大。以上の三つの方向は、産業発展の核心的な柱を構成しており、また私たちの投資戦略の座標軸でもあります。2、合肥国家实验室は中国の量子科技における核心的な役割を果たしていますこの国家戦略の背後には、合肥国家実験室という「最強の頭脳」が全体を統括しています。それはまるで中国の量子科技の「総指揮部」のようで、「九章」光量子コンピュータや「祖沖之号」超伝導量子コンピュータなど、世界レベルの成果を育んできました。そして、全体の産業の技術的源泉となっています。1)背景と位置付け合肥国家实验室は国家レベルの総合的な研究機関であり、潘建伟院士が指導しています。中国の量子科技分野における最高レベルの研究機関です。主に中国科学技術大学に依存して建設されており、世界のトップクラスの研究機関を標榜し、国家の重大な戦略的ニーズに応じて、基礎的かつ先端的な科学研究を展開することを目的としています。2)主な担当業務重要な核心技術の突破:国家の長期的な発展と安全のニーズを中心に、「首を絞める」問題の解決に取り組み、重要な分野で自主的かつ制御可能な実現を目指します。最前線の基礎研究を展開する:世界の科学技術の最前線に焦点を当て、重大なオリジナルイノベーションを生み出し、学問の深い交差融合を推進する。新興産業の発展をリードする:破壊的な技術革新を通じて、戦略的な新興産業の育成に源泉的な支援を提供する。3)主な研究の方向性実験室の核心研究方向は量子技術およびその関連する交差分野に高度に焦点を当てており、具体的には:量子情報:量子コンピューティング、量子通信、量子精密測定などを含む。核融合エネルギー:「人工太陽」(全超伝導トカマク核融合実験装置EAST)をめぐる核融合科学技術の研究。ハイエンド測定器:最先端の科学機器および最先端の科学研究のための機器の独立した研究開発。未来技術:人工知能、チップ、新材料、ライフヘルスなど量子テクノロジーと交差する新しい分野を探求。4)代表的な実績“九章” 光量子コンピューティングプロトタイプ:光量子コンピューティングの技術レベルを何度も刷新し、“量子コンピューティング優越性”の重大なマイルストーンを達成しました。「祖冲之号」超伝導量子コンピューティングプロトタイプ:超伝導量子コンピューティングシステムにおいても「量子コンピューティングの優越性」を実現しました。Micius量子科学実験衛星:世界初の量子科学実験衛星の科学実験ミッションの完了を主導し、大陸間量子セキュア通信などの多くのブレークスルーを達成しました。EAST全超伝導トカマク:複数回プラズマの運転時間の世界記録を樹立し、未来の核融合炉建設のための堅固な科学的基盤を築きました。5)中国科学院量子情報・量子技術革新研究所との関係合肥国立研究所と中国科学院量子情報と量子科学技術革新研究院(略称「中科院量子院」)は非常に密接な関係にあり、「一つのチーム、二つの看板」または高度な協調による統合運営システムとして理解できます。中科院量子院は合肥国立研究所の量子情報分野における核心構成部分および主要な担い手です。言い換えれば、中科院量子院は合肥国立研究所の具体的な研究活動における実行体および操作プラットフォームです。潘建伟院士は同時にこれら二つの機関の「総師」を務めています。02 | 産業エコシステム:明確な分業の「量子マップ」中国の量子産業は「国家チームが基礎研究開発を主導し、ハードテクノロジー企業が商業化し、インターネット大手が支援する」協調エコシステムを形成しています。投資機会を理解するには、まず主要なコアプレイヤーの位置づけと関係を明確にする必要があります。1、中国の量子コンピューティングチップの研究開発は「コアは研究機関、産業に拡散する」という構図です。ほとんどすべての重要で画期的な量子コンピューティングチップのプロトタイプは、合肥国立研究所で誕生しました:1)“祖冲之号” 系列超伝導量子コンピューティングチップ:潘建伟院士、朱晓波教授らが率いるチームが成功裏に開発しました。これは、中国が超伝導量子コンピューティングの分野で国際的な先進レベルに達したことを示しています。本源量子:中科院の量子情報重点実験室(郭光灿院士チーム)に由来します。彼らは国内で全スタック型量子コンピューティングの産業化に最も早く取り組んだ会社であり、複数の超伝導量子コンピュータを開発・納入しました。そのチップ技術は実験室の成果を引き継ぎ、産業化されています。2)“九章”シリーズ光量子コンピューティングプロトタイプ:潘建伟院士や陆朝阳教授らが率いるチームが成功裏に開発しました。これは中国が光量子コンピューティングの分野で国際的な先進レベルに達したことを示すものです。チューリング量子:上海交通大学(金賢敏教授チーム)に由来し、光量子チップの研究開発と産業化に特化し、実験室の光量子技術を実用化することを目指しています。2、中国の量子通信は「産学研」の協同イノベーションの典型です:1) ナショナル・シールド・クォンタム:背景:中国科学技術大学に由来し、潘建偉院士のチームによって設立されました。これは、世界の量子暗号通信分野のリーディングカンパニーです。主な事業:量子ビット秘密通信を中心に、量子コンピューティングに拡大。量子通信:量子鍵配送(QKD)装置、コアデバイス、及び全体的なソリューション(例えば「京沪干線」)。量子コンピューティング:提供する超伝導量子コンピューティング制御システム、アンプ、低温ケーブルなどのコアハードウェアコンポーネント。彼らは超伝導量子コンピュータの「部品サプライヤー」です。定位:量子情報分野のコアハードウェアとソリューションプロバイダーであり、量子通信分野では絶対的なリーダーであり、量子コンピューティング産業チェーンの中で重要な上流サプライヤーの役割を果たしています。2)産学研究連携:国盾量子と合肥国家実験室は共生し、実験室の研究成果の商業化を担っています。中科大/合肥国家実験室 ⇌ 本源量子/国盾量子:これは最も典型的な「技術の波及」モデルです。実験室は最前線の成果を生み出し、会社はエンジニアリング、製品化、マーケティングを担当します。国盾量子(コンポーネントサプライヤー)⇌ 本源量子など(システムインテグレーター):国盾量子は、本源量子を含む他の量子コンピューティング研究開発機関に対して、精密な測定制御システムや低温デバイスなどのコアハードウェアを提供しています。これは同一のシステム内でのサプライヤーと顧客の関係です。3、中国の量子測定における産学研の協力:1)国義クォンタム背景:中国科学技術大学の杜江峰院士のチームに由来します。杜江峰院士のチームは、ダイヤモンドの窒素-空孔色心を基にした量子精密測定分野で、世界的に先進的なチームの一つです。コア技術と利点:NVセンターに基づく量子センサー技術:これはその最も核心的な利点です。彼らは研究室のNVセンター技術を成功裏に製品化し、世界をリードする一連の機器を開発しました。量子ダイヤモンド原子力顕微鏡:ナノレベルの解像度で磁気、電気などの物理量をイメージングすることができ、材料科学、半導体検査、生命科学などの分野で革命的な応用があります。ダイヤモンド量子コンピューティング教育機:これは、抽象的な量子コンピューティングの概念を視覚的かつ操作可能な方法で提示できる、世界初の教育機器であり、巨大な教育市場を占めています。その他の量子測定技術:原子磁力計:極めて高感度な磁場測定に使用され、非侵襲的な生物医学検査や、心臓磁気学や脳波検査などの基礎物理学研究に応用されています。量子スピン磁力計など。総合的な優位性:技術の源泉がトップクラスで、製品化能力が高く、製品ラインが豊富です。単に機器を販売するだけでなく、「量子測定と計算」の機器プラットフォームを構築しており、研究、産業、教育、医療などのさまざまな分野をカバーしています。2)産学研究連携:国仪量子は中国科学技術大学の研究チームから生まれ、そのコア技術は合肥国家実験室が焦点を当てている量子精密測定の方向性と一脈相承しています。両者の関係は典型的な「基礎研究」と「技術応用」の接続です:合肥国家実験室は国家戦略技術力として、最前線の探索と原始的な革新を担当しています;国仪量子は市場化された企業として、実験室の最前線の研究成果(例えば、量子ダイヤモンド単一スピン分光計などの先端測定技術)をエンジニアリング化および製品化し、市場に投入することに尽力しています。4、中国の主要な量子テクノロジー企業/機関一覧:表の解釈と主な洞察:1)明確な産業分業:A、国家チーム(合肥ラボ)は、トップレベルの設計と最前線の突破を担当します。B、ハードテクノロジー企業(本源、国盾、図リング、国儀)は、研究成果をエンジニアリング化し、製品化する責任を負い、産業の中核的な力を構成しています。C、インターネットの巨人(アリババ、テンセント、百度、ファーウェイ)は、自身の強みであるソフトウェア、アルゴリズム、クラウドプラットフォームから切り込み、エコシステムを構築し、アプリケーションを探求することを目指しています。2)テクニカルルートの差別化された競争:A、量子コンピューティング分野では、本源量子(超伝導)と図灵量子(光量子)が2つの主流ハードウェアパスで並行して進んでおり、「双雄」構図を形成しています。B、量子通信分野では、国盾量子は絶対的なリーダーであり、その地位は堅固です。C.量子測定の分野では、Guoyi Quantumは工業化のリーダーです。D、ソフトウェアとエンパワーメント:科大国創。3)補完的な役割のポジショニング:彼らの間には緊密な協力関係があります。例えば、国盾量子の測定制御システムは本源量子の量子コンピューティングの重要な構成要素です;バイドゥのクラウドプラットフォームは本源または他の会社の量子コンピュータに接続できます;科大国創のソフトウェアは国盾量子の量子通信ネットワークの構築にサービスを提供し、国儀量子の測定装置にもサービスを提供します。この表は、中国の量子科技産業が「産学研用」の密接な結びつき、明確な分業、競争がありながら相互依存している生き生きとした様子を明確に示しています。03 | 投資ロジック:”商業化の実現”の先後順に従う投資の観点から見ると、量子産業は「通信 → 測定 → 計算」という道筋に従って次々に爆発するでしょう。投資家は自身のリスク嗜好に応じて、異なるトラックに配置を行うべきです。1、現在の選択:量子通信(決定性の最も高いトラック)●投資ロジック:技術の成熟度が高く、「京沪干線」などの国家級プロジェクトの後ろ盾があり、金融、行政、電力などの高い安全性が求められる分野に明確かつ緊急の注文がある。●コア対象:国盾量子。業界の絶対的なリーダーとして、そのコアデバイスとソリューションはすでに大規模に応用されており、現在のA株市場で最も純粋な量子通信投資対象です。2、最近の注目:量子測定(急成長中の「隠れたチャンピオン」)●投資ロジック:技術は実験室から産業および防衛用途に向かっており、ナビゲーション、資源探査、医療診断などの分野で従来の技術では解決できない痛点を解決でき、商業化のシナリオが明確である。●コア対象:国仪量子、北航量子など。前者はプラットフォーム型企業で、製品は研究開発と産業をカバーしている;後者は高精度慣性ナビゲーションに特化し、防衛戦略市場を主に攻めている。現在、彼らは多くが非上場企業であり、プライマリーマーケットと産業ファンドの注目の焦点となっている。3、長期的な配置:量子コンピューティング(最も想像力をかき立てるトラック)●投資論理:技術的な課題は最大だが、一旦突破すれば、全体のコンピュータ産業の構図を再構築する。現在の投資は先見の明を持った配置に属し、リスクとリターンが共存している。●コア対象:本源量子、チューリング量子。彼らはそれぞれの技術路線のフルスタックのリーダー企業であり、中国の量子コンピューティングハードウェア分野の最高レベルを代表しています。さらに、百度、アリババ、テンセントなどはクラウドプラットフォームを通じて参入しており、業界の進展を観察するためのウィンドウとして機能することができます。04 | 結論:未来を洞察し、チャンスをつかむ「第十五次五カ年計画」の青写真が描かれ、中国の量子技術の巨輪は国家戦略と市場の力の二重の推進の下で全速前進しています。投資家にとって、これは星空を仰ぎ見る先見の明が必要であると同時に、地に足をつけた忍耐も求められます。「ピラミッド型」レイアウト戦略を採用することをお勧めします:底部には確定性が最も高い量子通信産業チェーンを配置し、中部にはまさに爆発の前夜にある量子測定分野に注目し、トップには世界を変える量子コンピューティングの夢に対して長期的な戦略的投資を行うことができます。時代の波が前に押し寄せる中、本質を洞察し、核心の脈絡を把握する者だけが、この量子技術の投資の饗宴で未来を勝ち取ることができる。**\$QTUM **\$LNQ **\$Q **
量子コンピューティング投資
量子コンピューティング投資:"完全耐障害ロジック量子ビット"を理解する
現在の量子コンピューティングは「ノイズ中規模量子(NISQ)段階」にあり、数十から数百の物理量子ビットを操作できますが、完全な耐障害性はまだ実現されていません。汎用量子コンピューティングの目標は、論理量子ビットを利用して任意に複雑なアルゴリズムを実行することですが、現在の各社は数十から数百の物理ビットを用いて、限られた時間内に安定して動作できる、少数の誤り訂正機能を持つ論理ビットのコーディングを試みています。全体的に見て、量子コンピューティングは「実演可能」から「耐障害性」への移行を進めていますが、スケーラブルな汎用量子コンピュータには依然として数年、場合によっては十年以上の工学的突破が必要です。
01 | 完全耐障害の論理量子ビットが「任意の深さのアルゴリズムを実行可能」であることは、何を意味するのでしょうか?
これは量子コンピューティングの「ゼロポイントブレイクスルー」を実現したことに相当します。その意義は非常に重大であり、「短距離走のロボットから、マラソンを走れる機械生命へと進化する」と例えることができます。
このような論理ビットを持つことは、つまり:
A、ノイズ、脱コヒーレンス、操作誤差の蓄積に対抗できる。
B、理論的には量子情報の寿命を無限に延ばすことが可能です。
A、現在の量子コンピューティングは数十または百層の量子ゲート操作しか実行できません(その後、誤差が累積して崩壊します)。
B、フォールトトレラントロジックビットは、何千ものゲート操作を実行でき、実用的なアルゴリズム(例えば、Shorのアルゴリズム、量子化学シミュレーションなど)を実行することができます。
3、“実用量子コンピュータ” の必要なハードル。
A、完全な耐障害性の論理ビットは「安定したトランジスタ」の発明のようなものです。
B、あの瞬間から、量子コンピューティングはもはや実験室のデモに留まらず、産業化してスケールアップ可能な技術となった。
02 | 現在このような「完全にフォールトトレラントな論理ビット」は存在していますか?
答えは:現在のところありません。
多くの企業(Quantinuum、Google、IonQ、IBM、PsiQuantumなど)が「論理ビット」または「誤り訂正論理ビット」を実現したと主張していますが、これらはすべて有限の寿命を持つ論理ビットであり、「完全耐障害」の意味ではありません。
現在の状況は以下の通りです:
03 | “完全耐障害論理ビット”をどう理性的に見るか?
1、現在のすべての論理ビットは「部分的に耐障害性がある」:つまり、エラー修正によって寿命を延ばすことができるが、まだ無限にアルゴリズムを実行することはできない。
2、真の「完全フォールトトレラント」な論理ビットには、次のものが必要です:
1)ドアの真実度 < 10^-4
2)エラー訂正オーバーヘッド < 100 物理ビット / ロジカルビット
3)安定したリアルタイム量子フィードバック制御
3、現在、どの企業もこの段階には達していませんが、Quantinuum、Google、IBMは徐々に近づいています。
量子コンピューティング投資:Quantinuumの48個の論理量子ビットをどのように理性的に見るか
Quantinuum 量子コンピュータが最近発表した Helios システムは、製品 Helios が 98 個の物理量子ビットを用いて 48 個の誤り訂正能力を持つ論理量子ビットを実現できると主張しています。他の主流アーキテクチャが 1 つの論理量子ビットを実現するために数十から数百個の物理量子ビットを必要とするのに対し、Helios はほぼ 2:1 の高効率な変換を実現しました。この技術的ブレークスルーは、ソフトウェアとハードウェアの高度な協調と複雑な誤り訂正アルゴリズムに依存しており、量子エンジニアリング分野の大きな課題となっています。
このニュースは瞬時に学界と産業界で熱議を呼び起こしました —— それは量子エラー訂正技術の実質的な飛躍を代表する可能性もあれば、デモと宣伝の違いを含む可能性もあります。Quantinuumは、ハネウェル量子ソリューション(Honeywell Quantum Solutions)とケンブリッジ量子計算(Cambridge Quantum)が2021年に合併して設立した世界有数の量子コンピューティング企業で、ハードウェアからソフトウェアまでの全スタック量子技術の研究開発に特化しています。ハネウェルは現在、約50%~55%のQuantinuumの株式を保有しています。
01 | なぜこれが注目すべき成果であるのか
1、工学的な観点から見ると、それは非常に難しいです。
量子誤り訂正は「脆弱な量子状態」を多くの物理ビットにエンコードし、頻繁な測定/フィードバックを通じてノイズを抑制する必要があります。従来の見解では、信頼できる論理ビットを作成するには数十から数百の物理ビットが必要になるとされています。このような背景の中で、2:1のエンコード率を達成したと主張することは、明らかに非常に異常な効率です。
2、ハードウェアとソフトウェアの協調証拠
Quantinuumが提供する物理ゲートの忠実度(シングルおよび二量子ビットの忠実度)は業界の最前線にあり、彼らはシステム全体のホワイトペーパー/プレプリントを詳細に発表しました。これは、単一のパラメータの向上ではなく、システムレベル(ハードウェア+制御+ソフトウェアスタック)の最適化の結果であることを示しています。
3、既存の研究チームが Helios を「利用可能なプラットフォーム」として研究を行っています。
単なる社内プレゼンテーションだけでなく、独立した学術研究がHelios上で非自明な物理シミュレーションを実行しており、このマシンが外部に研究レベルの計算能力を提供していることを示しています。
以上の通り:これは「高い関心を持つべき」工学的進展であり、空虚なキャッチフレーズではありません。
02 | 現在の業界レベルに対する横の比較
主流ルート(特に多くの超伝導および初期のイオンデモ)では、安定したロジックビットを実現するために通常2つ以上の物理ビットが必要であり、多くのシステムは「ブレークイーブン」(エンコードされたパフォーマンスが生の物理ビットを上回る)を達成する前に、より大きなエンコーディングオーバーヘッドが必要です。したがって、Heliosの2:1の声明は業界の文脈において「顕著に先行している」デモに属します。
以下は、いくつかの主要な量子コンピューティング会社の製品における、物理量子ビット (physical qubits) と論理量子ビット (logical qubits) の既知の状況です。説明が必要なのは、論理量子ビットの指標は現在まだ少なく、時にはあいまいであること(例えば「エラー訂正」vs「エラー検出」や「信頼性のある論理ビット」)ですので、以下のデータは参考としてのみ使用され、包括的で完全に比較可能ではありません。
03 | この成果を理性的に見るにはどうすればよいか
1、信頼できる点
● 公式と技術のホワイトペーパーが存在します:Quantinuum は、物理ゲートの忠実度、コンポーネントレベルのエラーレート、およびシステムのベンチマークを示すプレスリリースとシステムレベルのプレプリント(arXiv)を発表しました。公開されたホワイトペーパーは「純粋な主張」に対する疑念を減少させました。
● 第三者の研究使用例:独立した論文が Helios 上で複雑なシミュレーションを実行し、データを公開していることから、このプラットフォームは実際の研究実験に使用できることが示されており、社内デモだけに限られていません。
2、注意が必要な点(すぐに「完全な耐障害性」と考えてはいけない)
● 「ロジックビット」の定義の曖昧さ:用語「logical qubit」は「何らかのエンコーディングによって検出/訂正可能なビット」を指す場合がありますが、異なるチームは「fully error-corrected」と「error-detected」の定義が異なります。Quantinuum自体は材料内で複数のLQ(例えば、error-detectedとerror-correctedの異なるカウント)を区別しているため、具体的なエンコーディングスキームと対応する論理ゲートの誤差率を見る必要があります。「48 LQ」を単純に「任意の深さのアルゴリズムを実行できる完全な耐障害ビット」と解釈するのは厳密ではありません。
● デモ ≠ 商用拡張性:一度のシステムレベルのデモ(特に厳密に制御されたテストタスクや特定の回路下で)では良好な結果が得られるが、同じ効率と性能を千、万の論理ビットに拡大し、長期間安定を保つことは、冷却、制御の複雑さ、ハードウェアの良品率など、多くの工学的課題を伴う。メディアと企業は「デモ成功」と「ルートの拡張性」を同時に強調することが多いが、両者は別々に評価する必要がある。
3、"実現するかどうか"の重要な指標
● 論理ゲート誤差率(logical Gate error rates):単に「物理ゲートの忠実度」を見るだけでなく、「論理ゲート」が中程度/深い回路において誤差率が物理ビットよりも持続的に低いかどうかも確認する必要があります。
● ブレークイーブン / 持続性テスト:実際のタスクにおいて、エンコードされたビットが長期間の深い回路で未エンコードの物理ビットよりも優れていることを示す明確な実験があるかどうか。Quantinuumは材料の中で「ブレークイーブン以上」のような表現を言及していますが、具体的なデータと統計的有意性を見る必要があります。
● 独立再現 / 同行評価:arXivは重要な開示ですが、同行評価された論文と第三者による再現が信頼性を大幅に向上させます。今後、トップ会議やジャーナル(例えばNature、PRX、Science)または独立機関の再現報告に注目してください。
● スケーラビリティロードマップ:ベンダーがどのように98→48のデモを数百/数千の論理量子ビット(例えば、制御チャネル、誤り訂正コスト、冷却およびチップの歩留まり)に拡大するか——技術的なロードマップは現実的か、タイムラインは妥当か、マイルストーンはあるか。Quantinuum自身が発表したロードマップ関連の資料は、並行して追跡する価値があります。
04 | 結論
Heliosの2:1の声明は真実であり重要な技術デモですが、これは「汎用耐障害計算の完了を宣言する」終点ではなく、「汎用かつスケーラブルな耐障害に向けて一歩近づいたが、さらなる独立した検証とスケールアップの工事が必要である」ということです。
テクノロジーニュースでは「デモの成功」が「革命が成し遂げられた」と書かれることがよくあります。Heliosの98→48の成果は、確かに近年の量子誤り訂正エンジニアリングの中で非常に際立ったデモです:物理→論理のコストを大幅に圧縮し、実際の研究シミュレーションに既に使用されています。しかし、理性的な科学的態度は、これを「デモ→査読→第三者による再現→スケーラブルなエンジニアリング」というチェーン上で段階的に検証することを要求します。Heliosを「マイルストーン」として捉え、「最終目的」としてではなく、過度に楽観的にも過度に疑念を抱くこともなく、これは最も堅実な見解です。
掘金「十五五」:中国の量子テクノロジー産業投資全体図、核心プレイヤーとゴールデンルート
未来はすでに到来し、量子技術はもはや手の届かない実験室の概念ではなく、国の運命に関わる、巨大な投資機会を秘めた産業革命です。「第14次五カ年計画」において量子技術が未来産業の核心的なレースと位置付けられる中、このかつての「研究無人地帯」は急速に「産業の新たな高地」に変貌を遂げています。投資家にとって、中国の量子産業の脈絡を理解し、その中の核心プレイヤーとゴールデンレースを見極めることは、今後10年間のテクノロジー投資トレンドを把握するための必修課題となっています。
この記事では、中国の量子テクノロジー産業を技術の方向性、主要企業、投資ロジックに基づいて詳しく整理し、明確な投資ナビゲーションマップを描きます。
01 | トップレベルデザイン:国家戦略主導のゴールデンロード
1.中国の量子科学技術の発展に関する「第15次5カ年計画」:
1)戦略的ポジショニング:量子技術は人工知能、ライフサイエンス、深海・宇宙などと並び、未来の産業の新たな競争の舞台です。2030年までに量子通信で世界をリードし、量子コンピューティングの実用的な突破を実現し、量子測定の大規模な応用を行うことを目指します。2035年には科学技術大国を築くための戦略的な基盤を確立します。
量子通信:国家の広域量子秘密通信バックボーンネットワークを完備し、星と地球の一体的なカバレッジを実現し、金融、政務、電力などの業界向けの暗号化アプリケーションの規模を拡大します。
量子コンピューティング:突破量子チップ、量子誤り訂正、量子オペレーティングシステムなどの重要技術を進め、「祖冲之」「九章」シリーズのプロトタイプを実用量子コンピュータへと進化させ、国家レベルの量子計算能力のスケジューリングプラットフォームを構築する。
量子測定:量子ジャイロスコープ、冷却原子重力計、量子時計の精度と安定性を向上させ、ナビゲーション、地質探査、医療画像などの民間分野への応用を拡大。
以上の三つの方向は、産業発展の核心的な柱を構成しており、また私たちの投資戦略の座標軸でもあります。
2、合肥国家实验室は中国の量子科技における核心的な役割を果たしています
この国家戦略の背後には、合肥国家実験室という「最強の頭脳」が全体を統括しています。それはまるで中国の量子科技の「総指揮部」のようで、「九章」光量子コンピュータや「祖沖之号」超伝導量子コンピュータなど、世界レベルの成果を育んできました。そして、全体の産業の技術的源泉となっています。
1)背景と位置付け
合肥国家实验室は国家レベルの総合的な研究機関であり、潘建伟院士が指導しています。中国の量子科技分野における最高レベルの研究機関です。主に中国科学技術大学に依存して建設されており、世界のトップクラスの研究機関を標榜し、国家の重大な戦略的ニーズに応じて、基礎的かつ先端的な科学研究を展開することを目的としています。
2)主な担当業務
重要な核心技術の突破:国家の長期的な発展と安全のニーズを中心に、「首を絞める」問題の解決に取り組み、重要な分野で自主的かつ制御可能な実現を目指します。
最前線の基礎研究を展開する:世界の科学技術の最前線に焦点を当て、重大なオリジナルイノベーションを生み出し、学問の深い交差融合を推進する。
新興産業の発展をリードする:破壊的な技術革新を通じて、戦略的な新興産業の育成に源泉的な支援を提供する。
3)主な研究の方向性
実験室の核心研究方向は量子技術およびその関連する交差分野に高度に焦点を当てており、具体的には:
量子情報:量子コンピューティング、量子通信、量子精密測定などを含む。
核融合エネルギー:「人工太陽」(全超伝導トカマク核融合実験装置EAST)をめぐる核融合科学技術の研究。
ハイエンド測定器:最先端の科学機器および最先端の科学研究のための機器の独立した研究開発。
未来技術:人工知能、チップ、新材料、ライフヘルスなど量子テクノロジーと交差する新しい分野を探求。
4)代表的な実績
“九章” 光量子コンピューティングプロトタイプ:光量子コンピューティングの技術レベルを何度も刷新し、“量子コンピューティング優越性”の重大なマイルストーンを達成しました。
「祖冲之号」超伝導量子コンピューティングプロトタイプ:超伝導量子コンピューティングシステムにおいても「量子コンピューティングの優越性」を実現しました。
Micius量子科学実験衛星:世界初の量子科学実験衛星の科学実験ミッションの完了を主導し、大陸間量子セキュア通信などの多くのブレークスルーを達成しました。
EAST全超伝導トカマク:複数回プラズマの運転時間の世界記録を樹立し、未来の核融合炉建設のための堅固な科学的基盤を築きました。
5)中国科学院量子情報・量子技術革新研究所との関係
合肥国立研究所と中国科学院量子情報と量子科学技術革新研究院(略称「中科院量子院」)は非常に密接な関係にあり、「一つのチーム、二つの看板」または高度な協調による統合運営システムとして理解できます。中科院量子院は合肥国立研究所の量子情報分野における核心構成部分および主要な担い手です。言い換えれば、中科院量子院は合肥国立研究所の具体的な研究活動における実行体および操作プラットフォームです。潘建伟院士は同時にこれら二つの機関の「総師」を務めています。
02 | 産業エコシステム:明確な分業の「量子マップ」
中国の量子産業は「国家チームが基礎研究開発を主導し、ハードテクノロジー企業が商業化し、インターネット大手が支援する」協調エコシステムを形成しています。投資機会を理解するには、まず主要なコアプレイヤーの位置づけと関係を明確にする必要があります。
1、中国の量子コンピューティングチップの研究開発は「コアは研究機関、産業に拡散する」という構図です。
ほとんどすべての重要で画期的な量子コンピューティングチップのプロトタイプは、合肥国立研究所で誕生しました:
1)“祖冲之号” 系列超伝導量子コンピューティングチップ:
潘建伟院士、朱晓波教授らが率いるチームが成功裏に開発しました。これは、中国が超伝導量子コンピューティングの分野で国際的な先進レベルに達したことを示しています。
本源量子:中科院の量子情報重点実験室(郭光灿院士チーム)に由来します。彼らは国内で全スタック型量子コンピューティングの産業化に最も早く取り組んだ会社であり、複数の超伝導量子コンピュータを開発・納入しました。そのチップ技術は実験室の成果を引き継ぎ、産業化されています。
2)“九章”シリーズ光量子コンピューティングプロトタイプ:
潘建伟院士や陆朝阳教授らが率いるチームが成功裏に開発しました。これは中国が光量子コンピューティングの分野で国際的な先進レベルに達したことを示すものです。
チューリング量子:上海交通大学(金賢敏教授チーム)に由来し、光量子チップの研究開発と産業化に特化し、実験室の光量子技術を実用化することを目指しています。
2、中国の量子通信は「産学研」の協同イノベーションの典型です:
背景:中国科学技術大学に由来し、潘建偉院士のチームによって設立されました。これは、世界の量子暗号通信分野のリーディングカンパニーです。
主な事業:量子ビット秘密通信を中心に、量子コンピューティングに拡大。
量子通信:量子鍵配送(QKD)装置、コアデバイス、及び全体的なソリューション(例えば「京沪干線」)。
量子コンピューティング:提供する超伝導量子コンピューティング制御システム、アンプ、低温ケーブルなどのコアハードウェアコンポーネント。彼らは超伝導量子コンピュータの「部品サプライヤー」です。
定位:量子情報分野のコアハードウェアとソリューションプロバイダーであり、量子通信分野では絶対的なリーダーであり、量子コンピューティング産業チェーンの中で重要な上流サプライヤーの役割を果たしています。
2)産学研究連携:
国盾量子と合肥国家実験室は共生し、実験室の研究成果の商業化を担っています。中科大/合肥国家実験室 ⇌ 本源量子/国盾量子:これは最も典型的な「技術の波及」モデルです。実験室は最前線の成果を生み出し、会社はエンジニアリング、製品化、マーケティングを担当します。
国盾量子(コンポーネントサプライヤー)⇌ 本源量子など(システムインテグレーター):国盾量子は、本源量子を含む他の量子コンピューティング研究開発機関に対して、精密な測定制御システムや低温デバイスなどのコアハードウェアを提供しています。これは同一のシステム内でのサプライヤーと顧客の関係です。
3、中国の量子測定における産学研の協力:
1)国義クォンタム
背景:中国科学技術大学の杜江峰院士のチームに由来します。杜江峰院士のチームは、ダイヤモンドの窒素-空孔色心を基にした量子精密測定分野で、世界的に先進的なチームの一つです。
コア技術と利点:
NVセンターに基づく量子センサー技術:これはその最も核心的な利点です。彼らは研究室のNVセンター技術を成功裏に製品化し、世界をリードする一連の機器を開発しました。
量子ダイヤモンド原子力顕微鏡:ナノレベルの解像度で磁気、電気などの物理量をイメージングすることができ、材料科学、半導体検査、生命科学などの分野で革命的な応用があります。
ダイヤモンド量子コンピューティング教育機:これは、抽象的な量子コンピューティングの概念を視覚的かつ操作可能な方法で提示できる、世界初の教育機器であり、巨大な教育市場を占めています。
その他の量子測定技術:
原子磁力計:極めて高感度な磁場測定に使用され、非侵襲的な生物医学検査や、心臓磁気学や脳波検査などの基礎物理学研究に応用されています。
量子スピン磁力計など。
総合的な優位性:技術の源泉がトップクラスで、製品化能力が高く、製品ラインが豊富です。単に機器を販売するだけでなく、「量子測定と計算」の機器プラットフォームを構築しており、研究、産業、教育、医療などのさまざまな分野をカバーしています。
2)産学研究連携:
国仪量子は中国科学技術大学の研究チームから生まれ、そのコア技術は合肥国家実験室が焦点を当てている量子精密測定の方向性と一脈相承しています。両者の関係は典型的な「基礎研究」と「技術応用」の接続です:合肥国家実験室は国家戦略技術力として、最前線の探索と原始的な革新を担当しています;国仪量子は市場化された企業として、実験室の最前線の研究成果(例えば、量子ダイヤモンド単一スピン分光計などの先端測定技術)をエンジニアリング化および製品化し、市場に投入することに尽力しています。
4、中国の主要な量子テクノロジー企業/機関一覧:
表の解釈と主な洞察:
1)明確な産業分業:
A、国家チーム(合肥ラボ)は、トップレベルの設計と最前線の突破を担当します。
B、ハードテクノロジー企業(本源、国盾、図リング、国儀)は、研究成果をエンジニアリング化し、製品化する責任を負い、産業の中核的な力を構成しています。
C、インターネットの巨人(アリババ、テンセント、百度、ファーウェイ)は、自身の強みであるソフトウェア、アルゴリズム、クラウドプラットフォームから切り込み、エコシステムを構築し、アプリケーションを探求することを目指しています。
2)テクニカルルートの差別化された競争:
A、量子コンピューティング分野では、本源量子(超伝導)と図灵量子(光量子)が2つの主流ハードウェアパスで並行して進んでおり、「双雄」構図を形成しています。
B、量子通信分野では、国盾量子は絶対的なリーダーであり、その地位は堅固です。
C.量子測定の分野では、Guoyi Quantumは工業化のリーダーです。
D、ソフトウェアとエンパワーメント:科大国創。
3)補完的な役割のポジショニング:
彼らの間には緊密な協力関係があります。例えば、国盾量子の測定制御システムは本源量子の量子コンピューティングの重要な構成要素です;バイドゥのクラウドプラットフォームは本源または他の会社の量子コンピュータに接続できます;科大国創のソフトウェアは国盾量子の量子通信ネットワークの構築にサービスを提供し、国儀量子の測定装置にもサービスを提供します。
この表は、中国の量子科技産業が「産学研用」の密接な結びつき、明確な分業、競争がありながら相互依存している生き生きとした様子を明確に示しています。
03 | 投資ロジック:”商業化の実現”の先後順に従う
投資の観点から見ると、量子産業は「通信 → 測定 → 計算」という道筋に従って次々に爆発するでしょう。投資家は自身のリスク嗜好に応じて、異なるトラックに配置を行うべきです。
1、現在の選択:量子通信(決定性の最も高いトラック)
●投資ロジック:技術の成熟度が高く、「京沪干線」などの国家級プロジェクトの後ろ盾があり、金融、行政、電力などの高い安全性が求められる分野に明確かつ緊急の注文がある。
●コア対象:国盾量子。業界の絶対的なリーダーとして、そのコアデバイスとソリューションはすでに大規模に応用されており、現在のA株市場で最も純粋な量子通信投資対象です。
2、最近の注目:量子測定(急成長中の「隠れたチャンピオン」)
●投資ロジック:技術は実験室から産業および防衛用途に向かっており、ナビゲーション、資源探査、医療診断などの分野で従来の技術では解決できない痛点を解決でき、商業化のシナリオが明確である。
●コア対象:国仪量子、北航量子など。前者はプラットフォーム型企業で、製品は研究開発と産業をカバーしている;後者は高精度慣性ナビゲーションに特化し、防衛戦略市場を主に攻めている。現在、彼らは多くが非上場企業であり、プライマリーマーケットと産業ファンドの注目の焦点となっている。
3、長期的な配置:量子コンピューティング(最も想像力をかき立てるトラック)
●投資論理:技術的な課題は最大だが、一旦突破すれば、全体のコンピュータ産業の構図を再構築する。現在の投資は先見の明を持った配置に属し、リスクとリターンが共存している。
●コア対象:本源量子、チューリング量子。彼らはそれぞれの技術路線のフルスタックのリーダー企業であり、中国の量子コンピューティングハードウェア分野の最高レベルを代表しています。さらに、百度、アリババ、テンセントなどはクラウドプラットフォームを通じて参入しており、業界の進展を観察するためのウィンドウとして機能することができます。
04 | 結論:未来を洞察し、チャンスをつかむ
「第十五次五カ年計画」の青写真が描かれ、中国の量子技術の巨輪は国家戦略と市場の力の二重の推進の下で全速前進しています。投資家にとって、これは星空を仰ぎ見る先見の明が必要であると同時に、地に足をつけた忍耐も求められます。
「ピラミッド型」レイアウト戦略を採用することをお勧めします:底部には確定性が最も高い量子通信産業チェーンを配置し、中部にはまさに爆発の前夜にある量子測定分野に注目し、トップには世界を変える量子コンピューティングの夢に対して長期的な戦略的投資を行うことができます。
時代の波が前に押し寄せる中、本質を洞察し、核心の脈絡を把握する者だけが、この量子技術の投資の饗宴で未来を勝ち取ることができる。
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