『証券時報』記者 余勝良 葉玲珍300億年の誤差が1秒を超えない――量子テクノロジーが再び、人類の計時精度を更新した。今年3月、中国科大の研究チームは光時計の開発において10^[-19]オーダーの突破を実現し、世界の時間標準を光学時代へと押し進めた。新たなこの計測精度は、さまざまな最先端応用への扉を開くものとなっている。100年前、物理学者たちは、古典物理ではミクロの世界を説明できないことを見出し、量子力学が誕生した。いま、量子テクノロジーは古典物理の限界を突破し、人類の計算能力、認知（感知）精度、情報セキュリティを改めて定義し直そうとしている。「第十五次五カ年計画」綱要における6つの未来産業の一つとして、量子テクノロジーは、わが国が未来の科学技術と産業の中核的な発言権を奪取するための重要な支えとなっている。現在、わが国は量子計算、量子通信、量子精密計測という3大競争（勝負）分野すべてでブレークスルーを達成している。中科大、深圳国際量子研究院などを代表とする研究機関と、国盾量子、国儀量子、本源量子を代表とするリーディング企業が頭角を現し、研究開発のクラスターが産業発展を牽引するという構図は、すでに初期段階で形成されつつある。とはいえ、量子テクノロジーは、実験室でのオリジナルなブレークスルーから産業チェーンでの大規模な応用へと移行するには、なお多くの溝を越える必要がある。多方面の力が結集される中、この攻めの取り組みは、いま突破口へ向かっている。3大コア・レースを制する量子は、世界のエネルギーを構成する「最小単位」である。科学者は量子の特性を利用し、ミクロの世界の法則によってマクロの世界を作り替える。従来の計算機の領域では、ビットが最小の情報単位であり0と1の2つの状態から成るが、量子の世界では、量子ビットは0と1の重ね合わせ状態を同時に取り得る。回転中の硬貨が表と裏の両方の性質を併せ持つのと同じように、複数の量子ビットの間にはエンタングル（量子もつれ）が生まれ、効率的な協調演算に用いることができる。n個の量子ビットの状態総数は2のn乗に達し、演算力の次元を高めるのに活用できる。世界の量子計算、量子通信、量子精密計測の3大コア分野において、中国の研究機関と企業は、国際的なトップ水準に肩を並べる“強靭な実力”を示している。量子計算は、量子テクノロジーの中でも最も難度が高い領域と広く認められている。その目的は、量子コンピュータを発明し、古典計算機ではできない計算タスクを実行することであり、これは現在、各国の科学者およびマイクロソフト、グーグルなどのテック・メガ企業が重点的に取り組む研究開発の方向性でもある。中国科学院量子情報重点実験室に由来する本源量子は、72ビットの自社開発・超伝導量子チップを搭載した超伝導量子コンピュータ「本源悟空」の開発に成功した。伝えられるところによると、「本源悟空」は「本源司南」量子コンピュータのOSと、「本源天機」量子計測・制御システムのソフト/ハードの協調最適化により、現在まで2年以上にわたり安定稼働しており、累計で世界163の国・地域における80億件余りの量子計算タスクを完了させている。通信の分野では、量子鍵配送は盗聴されれば即座に感知されるという特性を持ち、通信を“絶対的な安全”の時代へと導く。量子秘匿通信で有名な国盾量子は、量子通信分野での世界有数の特許出願の布陣などに依拠し、自主開発で第5世代の量子秘匿通信コア装置を手がけ、世界初の千キロ級量子秘匿通信「京滬幹線」、国家の広域量子秘匿通信の基幹ネットワーク、「天地一体の広域量子秘匿通信ネットワーク」などの重大プロジェクトの建設を後押しした。これにより、量子通信を実験室からデモンストレーション応用、そして大規模な展開へと移すための重要な技術的支援を提供している。国儀量子は、量子精密計測の領域に重点的に取り組み、高度な科学計測機器を自社開発している。同社の関係責任者は『証券時報』の記者に対し、コア部品であるダイヤモンド量子プローブを例に挙げた。プローブ先端の直径はわずか500ナノメートルで、およそ髪の毛の1/100。極めて微小なこのプローブ先端には、スケールが約0.5ナノメートルにすぎない原子級センサーが統合されている。温度計が人の体温を感知できるように、単一細胞や分子を「聴診」するには、より微細で、より高感度な計測ツールが必要であり、そのとき量子計測器が活躍する。国儀量子は2018年に、国産初の民生用（商用）Xバンド電子スピン共鳴（ESR）スペクトロメータを投入し、一気に海外ブランドによる技術独占を打ち破ることで、我が国の量子精密計測技術が産業化するうえで重要なブレークスルーを果たした。現在、我が国の量子テクノロジー3つの細分領域における発展の構図はそれぞれ異なる。量子秘匿通信の分野では、我が国は世界のリード位置にある。量子コンピュータ研究分野では、我が国は米国と歩調をそろえ、いずれも世界の第1集団に属する。量子精密計測分野では、我が国は細分レースの一部で部分的に先行しているが、高度な科学機器などの領域では先進国との差がなお存在する。技術ボトルネックに挑む我が国の高度な科学計測機器産業は立ち上がりが遅く、産業チェーンの上流における高精度・高難度部品の国産化には明らかな弱点がある。中高級の量子計測の完成機（計測一体機）は長年、国際的な巨大企業に独占されてきた。さらに、西側諸国による輸出規制や技術封鎖に直面することさえあった。加えて、深い理論的素養と産業化の経験を併せ持つ学際的な高度人材が極端に不足しており、これが産業発展を制約する重要なボトルネックとなっている。厳しい現実が、中国企業に“自分たちの道”を歩ませた。国儀量子の関係責任者は、外部からの挑戦に対応するため、同社は自らが「高均一で安定した磁場の発生と制御」「スピン制御マイクロ波技術」「量子センサーの設計・加工」などの基礎となるハードコア技術を攻略し、掌握したと述べている。これにより、装置はコア部品から完成機システムまで、自主的に制御可能な形へと押し進めた。同時に同社は明確な発展計画を策定している。上流では、国内のサプライチェーン協業を深め、重要部品の自研自製を推進し、サプライチェーンの自主性とレジリエンスを全面的に高める。下流では、「量子科儀谷」を軸にグローバルな応用ネットワークの構築を進め、量子技術の産業製造、生命・健康、エネルギーなどの分野での産業化された実装を加速する。国盾量子の副総裁、周雷は、実験室技術が産業化へ向かう鍵は、核心となる部品・器件を自主的に制御可能にすること、そして製品を安定かつ信頼性高く工学化し、スケールでの応用へと導くことにあると述べた。同社の発展過程では、核心となる部材の供給が制限されること、エンド製品の統合の難度が高いこと、ネットワーク構築のエンジニアリングが複雑であることなど、一連の課題に直面した。単一光子検出器を例に挙げると、早い時期には価格が高く、良品率が低い国際製品が、わが国の量子通信産業の発展を深刻に制約していた。「ボトルネックとなる核心コンポーネント」の受動的な局面に直面し、国盾量子は国内の優位なユニットと連携し、1000回以上の実験による攻めの取り組みを経て、国際同種製品より性能が大きく優れる国産の単一光子検出器を開発した。この一連の製品は「京滬幹線」「天地一体広域量子秘匿通信ネットワーク」などの重大プロジェクトを支え、量子通信の大規模な発展のための強固な基盤を築いている。2025年、国盾量子は世界初の4チャンネル・深冷型単一光子検出器を発表した。検出効率、暗雑音、集積度などの主要指標において世界記録を更新した。体積は国際同種製品の1/9にとどまる。現在、同社が自主開発した一連の単一光子検出器製品は、大部分の単一光子検出の応用シーンに対応可能であり、超遠距離の量子鍵配送、単一光子イメージングなどの実際の応用に、高いコストパフォーマンスを備えたソリューションを提供できる。広東省科学技術庁の先見的な計画のおかげで、深圳国際量子研究院は、電子ビーム露光装置、低温クライオヘッド、希釈冷凍機などの量子テクノロジーのコア機器の研究開発において、国外が我が国に対して技術禁輸や封鎖を実施する前から、より早い段階で布陣していた。関連技術はすでに基本的に開発を完了し、国外の技術的「ボトルネック」封鎖の突破に成功している。「道の途中で卵を産む」で産業化へある量子計算の実験室で、記者は対句（書き物）を見た。「道の途中で難所を払い測定データを収め、風を受けて波を乗り越え核心をつくる」。横の句は「決して原稿を引き下げない」。現実は、我が国の量子計算が中核となる論文の掲載、技術ボトルネックの突破を実現した後も、産業化と商業化へ進む必要があるということだ。周雷は、量子テクノロジーの発展の道は、技術が成熟してから市場へ押し出すという従来のルートではない、と語った。研究開発と産業を深く融合させ、「道の途中で卵を産む」革新的な発展の道を歩むのだ。「道の途中で卵を産む」とは、量子テクノロジー業界の人々が使う一種の言い回しで、科学の高みを目指して登っていく過程で、段階的な技術成果をタイムリーに製品実装へと転化することを意味する。「道の途中で卵を産む」というモデルは、量子通信、量子計算、量子計測の3大領域すべてに貫かれており、まさに今後しばらくの間、量子テクノロジーが実験室から市場へ出ていくための中核的なルートになりつつある。深圳国際量子研究院の院長で、中国科学院院士の俞大鹏は記者に対し、科学計測機器の研究開発は、大量生産と産業化（それによって初めて価値を本当に実現できる）を達成しなければならない、と述べた。過去、多くの国で機器の研究開発プロジェクトは、試作機を作って検収に合格した後、そのまま放置され、結果として技術が最終的に流出した。これを踏まえ、深圳国際量子研究院は、各研究開発チームの若手人材が創業チームを担い、それぞれ会社を設立して、異なるコア技術と製品に焦点を当てて産業化を実現する体制をとり、関連製品はすでに市場化して販売を開始している。昨年1年間だけでも、研究院はこのような科学技術企業を8社孵化させており、そのうち鲲腾卓越などの企業は、量子計算のハードウェア分野で強い研究開発力と産業化の潜在力を示している。深圳国際量子研究院の取り組みは、「道の途中で卵を産む」という典型的なやり方そのものだ。現在、一部の企業は産業化の突破を達成したと主張しているが、全体の基盤はなお比較的薄い。たとえば多くの企業の販売先は主として大学や研究機関で、科研用途である。このような場面の市場規模は相対的に小さく、今後はさらに一般向け・産業向けなどの規模化した応用シーンを拡張し、産業が本当に実験室から産業チェーン全体へと、完全な飛躍を果たすよう後押しする必要がある。複数の取材に応じた業界関係者によれば、現在の量子計算の技術発展は、市場が想像するような商用段階には、まだ到底到達していない。量子計算は依然として研究用の計測機器であり、実装できる新たな演算力（新しい計算能力）が生まれておらず、企業に直接、実用的なサービスを提供できない。その下流の顧客も、研究機関や大学、そして一部の革新的企業に限られ、技術の試行や研究のために用いられている。量子計算機に合わせて特別に作られた少数の数学問題で量子の優越性が実現できていることを除けば、現段階における量子計算の中核的な任務は、なお古典計算機を追いかけることにある。「量子計算企業の短期的な中核目標は、生き残ることだ。技術を継続的に蓄積し、市場を育て、技術と市場の双方が成熟するのを待つ必要がある。」と俞大鹏は考えている。量子産業は長期戦のレースであり、量子計算には5—10年の育成期間が必要だ。彼は、高強度の研究開発投資を維持し、人材育成の体制を整え、産業チェーンの協調を強化し、忍耐強い資本が布陣するよう誘導することで、わが国を“量子テクノロジーの大国”から“量子テクノロジーの強国”へと押し上げ、「第十五次五カ年計画」期に量子テクノロジーが「量子通信で世界トップ、量子計算で実用的な突破、量子計測で規模化した応用」という目標を実現するための後押しを行うべきだと提案している。
量子科技攻坚技術瓶頸 三大核心賽道步入產業化驗證期
『証券時報』記者 余勝良 葉玲珍
300億年の誤差が1秒を超えない――量子テクノロジーが再び、人類の計時精度を更新した。今年3月、中国科大の研究チームは光時計の開発において10^[-19]オーダーの突破を実現し、世界の時間標準を光学時代へと押し進めた。新たなこの計測精度は、さまざまな最先端応用への扉を開くものとなっている。
100年前、物理学者たちは、古典物理ではミクロの世界を説明できないことを見出し、量子力学が誕生した。いま、量子テクノロジーは古典物理の限界を突破し、人類の計算能力、認知（感知）精度、情報セキュリティを改めて定義し直そうとしている。
「第十五次五カ年計画」綱要における6つの未来産業の一つとして、量子テクノロジーは、わが国が未来の科学技術と産業の中核的な発言権を奪取するための重要な支えとなっている。現在、わが国は量子計算、量子通信、量子精密計測という3大競争（勝負）分野すべてでブレークスルーを達成している。中科大、深圳国際量子研究院などを代表とする研究機関と、国盾量子、国儀量子、本源量子を代表とするリーディング企業が頭角を現し、研究開発のクラスターが産業発展を牽引するという構図は、すでに初期段階で形成されつつある。
とはいえ、量子テクノロジーは、実験室でのオリジナルなブレークスルーから産業チェーンでの大規模な応用へと移行するには、なお多くの溝を越える必要がある。多方面の力が結集される中、この攻めの取り組みは、いま突破口へ向かっている。
3大コア・レースを制する
量子は、世界のエネルギーを構成する「最小単位」である。科学者は量子の特性を利用し、ミクロの世界の法則によってマクロの世界を作り替える。
従来の計算機の領域では、ビットが最小の情報単位であり0と1の2つの状態から成るが、量子の世界では、量子ビットは0と1の重ね合わせ状態を同時に取り得る。回転中の硬貨が表と裏の両方の性質を併せ持つのと同じように、複数の量子ビットの間にはエンタングル（量子もつれ）が生まれ、効率的な協調演算に用いることができる。n個の量子ビットの状態総数は2のn乗に達し、演算力の次元を高めるのに活用できる。
世界の量子計算、量子通信、量子精密計測の3大コア分野において、中国の研究機関と企業は、国際的なトップ水準に肩を並べる“強靭な実力”を示している。
量子計算は、量子テクノロジーの中でも最も難度が高い領域と広く認められている。その目的は、量子コンピュータを発明し、古典計算機ではできない計算タスクを実行することであり、これは現在、各国の科学者およびマイクロソフト、グーグルなどのテック・メガ企業が重点的に取り組む研究開発の方向性でもある。
中国科学院量子情報重点実験室に由来する本源量子は、72ビットの自社開発・超伝導量子チップを搭載した超伝導量子コンピュータ「本源悟空」の開発に成功した。伝えられるところによると、「本源悟空」は「本源司南」量子コンピュータのOSと、「本源天機」量子計測・制御システムのソフト/ハードの協調最適化により、現在まで2年以上にわたり安定稼働しており、累計で世界163の国・地域における80億件余りの量子計算タスクを完了させている。
通信の分野では、量子鍵配送は盗聴されれば即座に感知されるという特性を持ち、通信を“絶対的な安全”の時代へと導く。量子秘匿通信で有名な国盾量子は、量子通信分野での世界有数の特許出願の布陣などに依拠し、自主開発で第5世代の量子秘匿通信コア装置を手がけ、世界初の千キロ級量子秘匿通信「京滬幹線」、国家の広域量子秘匿通信の基幹ネットワーク、「天地一体の広域量子秘匿通信ネットワーク」などの重大プロジェクトの建設を後押しした。これにより、量子通信を実験室からデモンストレーション応用、そして大規模な展開へと移すための重要な技術的支援を提供している。
国儀量子は、量子精密計測の領域に重点的に取り組み、高度な科学計測機器を自社開発している。同社の関係責任者は『証券時報』の記者に対し、コア部品であるダイヤモンド量子プローブを例に挙げた。プローブ先端の直径はわずか500ナノメートルで、およそ髪の毛の1/100。極めて微小なこのプローブ先端には、スケールが約0.5ナノメートルにすぎない原子級センサーが統合されている。温度計が人の体温を感知できるように、単一細胞や分子を「聴診」するには、より微細で、より高感度な計測ツールが必要であり、そのとき量子計測器が活躍する。国儀量子は2018年に、国産初の民生用（商用）Xバンド電子スピン共鳴（ESR）スペクトロメータを投入し、一気に海外ブランドによる技術独占を打ち破ることで、我が国の量子精密計測技術が産業化するうえで重要なブレークスルーを果たした。
現在、我が国の量子テクノロジー3つの細分領域における発展の構図はそれぞれ異なる。量子秘匿通信の分野では、我が国は世界のリード位置にある。量子コンピュータ研究分野では、我が国は米国と歩調をそろえ、いずれも世界の第1集団に属する。量子精密計測分野では、我が国は細分レースの一部で部分的に先行しているが、高度な科学機器などの領域では先進国との差がなお存在する。
技術ボトルネックに挑む
我が国の高度な科学計測機器産業は立ち上がりが遅く、産業チェーンの上流における高精度・高難度部品の国産化には明らかな弱点がある。中高級の量子計測の完成機（計測一体機）は長年、国際的な巨大企業に独占されてきた。さらに、西側諸国による輸出規制や技術封鎖に直面することさえあった。加えて、深い理論的素養と産業化の経験を併せ持つ学際的な高度人材が極端に不足しており、これが産業発展を制約する重要なボトルネックとなっている。
厳しい現実が、中国企業に“自分たちの道”を歩ませた。国儀量子の関係責任者は、外部からの挑戦に対応するため、同社は自らが「高均一で安定した磁場の発生と制御」「スピン制御マイクロ波技術」「量子センサーの設計・加工」などの基礎となるハードコア技術を攻略し、掌握したと述べている。これにより、装置はコア部品から完成機システムまで、自主的に制御可能な形へと押し進めた。同時に同社は明確な発展計画を策定している。上流では、国内のサプライチェーン協業を深め、重要部品の自研自製を推進し、サプライチェーンの自主性とレジリエンスを全面的に高める。下流では、「量子科儀谷」を軸にグローバルな応用ネットワークの構築を進め、量子技術の産業製造、生命・健康、エネルギーなどの分野での産業化された実装を加速する。
国盾量子の副総裁、周雷は、実験室技術が産業化へ向かう鍵は、核心となる部品・器件を自主的に制御可能にすること、そして製品を安定かつ信頼性高く工学化し、スケールでの応用へと導くことにあると述べた。同社の発展過程では、核心となる部材の供給が制限されること、エンド製品の統合の難度が高いこと、ネットワーク構築のエンジニアリングが複雑であることなど、一連の課題に直面した。単一光子検出器を例に挙げると、早い時期には価格が高く、良品率が低い国際製品が、わが国の量子通信産業の発展を深刻に制約していた。「ボトルネックとなる核心コンポーネント」の受動的な局面に直面し、国盾量子は国内の優位なユニットと連携し、1000回以上の実験による攻めの取り組みを経て、国際同種製品より性能が大きく優れる国産の単一光子検出器を開発した。この一連の製品は「京滬幹線」「天地一体広域量子秘匿通信ネットワーク」などの重大プロジェクトを支え、量子通信の大規模な発展のための強固な基盤を築いている。
2025年、国盾量子は世界初の4チャンネル・深冷型単一光子検出器を発表した。検出効率、暗雑音、集積度などの主要指標において世界記録を更新した。体積は国際同種製品の1/9にとどまる。現在、同社が自主開発した一連の単一光子検出器製品は、大部分の単一光子検出の応用シーンに対応可能であり、超遠距離の量子鍵配送、単一光子イメージングなどの実際の応用に、高いコストパフォーマンスを備えたソリューションを提供できる。
広東省科学技術庁の先見的な計画のおかげで、深圳国際量子研究院は、電子ビーム露光装置、低温クライオヘッド、希釈冷凍機などの量子テクノロジーのコア機器の研究開発において、国外が我が国に対して技術禁輸や封鎖を実施する前から、より早い段階で布陣していた。関連技術はすでに基本的に開発を完了し、国外の技術的「ボトルネック」封鎖の突破に成功している。
「道の途中で卵を産む」で産業化へ
ある量子計算の実験室で、記者は対句（書き物）を見た。「道の途中で難所を払い測定データを収め、風を受けて波を乗り越え核心をつくる」。横の句は「決して原稿を引き下げない」。現実は、我が国の量子計算が中核となる論文の掲載、技術ボトルネックの突破を実現した後も、産業化と商業化へ進む必要があるということだ。
周雷は、量子テクノロジーの発展の道は、技術が成熟してから市場へ押し出すという従来のルートではない、と語った。研究開発と産業を深く融合させ、「道の途中で卵を産む」革新的な発展の道を歩むのだ。
「道の途中で卵を産む」とは、量子テクノロジー業界の人々が使う一種の言い回しで、科学の高みを目指して登っていく過程で、段階的な技術成果をタイムリーに製品実装へと転化することを意味する。「道の途中で卵を産む」というモデルは、量子通信、量子計算、量子計測の3大領域すべてに貫かれており、まさに今後しばらくの間、量子テクノロジーが実験室から市場へ出ていくための中核的なルートになりつつある。
深圳国際量子研究院の院長で、中国科学院院士の俞大鹏は記者に対し、科学計測機器の研究開発は、大量生産と産業化（それによって初めて価値を本当に実現できる）を達成しなければならない、と述べた。過去、多くの国で機器の研究開発プロジェクトは、試作機を作って検収に合格した後、そのまま放置され、結果として技術が最終的に流出した。これを踏まえ、深圳国際量子研究院は、各研究開発チームの若手人材が創業チームを担い、それぞれ会社を設立して、異なるコア技術と製品に焦点を当てて産業化を実現する体制をとり、関連製品はすでに市場化して販売を開始している。昨年1年間だけでも、研究院はこのような科学技術企業を8社孵化させており、そのうち鲲腾卓越などの企業は、量子計算のハードウェア分野で強い研究開発力と産業化の潜在力を示している。深圳国際量子研究院の取り組みは、「道の途中で卵を産む」という典型的なやり方そのものだ。
現在、一部の企業は産業化の突破を達成したと主張しているが、全体の基盤はなお比較的薄い。たとえば多くの企業の販売先は主として大学や研究機関で、科研用途である。このような場面の市場規模は相対的に小さく、今後はさらに一般向け・産業向けなどの規模化した応用シーンを拡張し、産業が本当に実験室から産業チェーン全体へと、完全な飛躍を果たすよう後押しする必要がある。
複数の取材に応じた業界関係者によれば、現在の量子計算の技術発展は、市場が想像するような商用段階には、まだ到底到達していない。量子計算は依然として研究用の計測機器であり、実装できる新たな演算力（新しい計算能力）が生まれておらず、企業に直接、実用的なサービスを提供できない。その下流の顧客も、研究機関や大学、そして一部の革新的企業に限られ、技術の試行や研究のために用いられている。量子計算機に合わせて特別に作られた少数の数学問題で量子の優越性が実現できていることを除けば、現段階における量子計算の中核的な任務は、なお古典計算機を追いかけることにある。
「量子計算企業の短期的な中核目標は、生き残ることだ。技術を継続的に蓄積し、市場を育て、技術と市場の双方が成熟するのを待つ必要がある。」と俞大鹏は考えている。量子産業は長期戦のレースであり、量子計算には5—10年の育成期間が必要だ。彼は、高強度の研究開発投資を維持し、人材育成の体制を整え、産業チェーンの協調を強化し、忍耐強い資本が布陣するよう誘導することで、わが国を“量子テクノロジーの大国”から“量子テクノロジーの強国”へと押し上げ、「第十五次五カ年計画」期に量子テクノロジーが「量子通信で世界トップ、量子計算で実用的な突破、量子計測で規模化した応用」という目標を実現するための後押しを行うべきだと提案している。