TOPPANホールディングス株式会社、株式会社アイシン、旭化成株式会社、ソフトバンク株式会社、AGC株式会社、DIC株式会社の6社は2026年10月28日、量子コンピュータを活用した材料開発基盤構築の研究を開始すると発表した。
NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）が公募した「ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業」の「ユースケース創出に向けた大型実証」に、「量子技術を用いた革新的な材料開発基盤構築の研究開発」を共同提案し、採択された。
6社は共同で協定書を締結し、2026年度から2028年度にかけて研究開発を進める。量子コンピュータによる計算を中核に、機械学習をはじめとするAI技術を統合し、実証から社会実装へつなぐ材料開発基盤の構築を目指す。
AIと計算科学が抱える課題を量子計算で補う
日本の化学・材料メーカーが国際的な競争力を維持するには、新材料の探索や開発の効率を高める技術の確立が急務とされる。近年は、過去の材料データをもとにAIが新素材を予測するデータ駆動型の手法や、物理法則に基づく計算科学の活用が進んでいる。ただ、データ駆動型は高品質で高精度な学習データを十分に確保しにくく、計算科学は精度や規模を高めるほど計算コストが増大するという課題がある。
その対応策として期待されるのが、量子力学の原理で動作する量子コンピュータだ。同じく量子力学に従う分子や電子の性質を、従来のコンピューターより効率的にシミュレーションできる可能性がある。一方で、現状は量子ビット（量子コンピュータにおける情報の最小単位）の数やエラー率に制約があり、量子コンピュータ単独で大規模な計算を行うのは難しい。
そこで本研究開発では、量子コンピュータを中核とする計算とAIを組み合わせ、計算精度や規模の制約、計算コストの克服を可能にする手法を構築する。特定の材料に絞らず、産業的にニーズの高い幅広い材料系へ横断的に適用し、6社がそれぞれ強みを持つ領域で検証を担う。量子計算の専門機関とも連携し、適用性の検証と実用的な価値創出に共同で取り組む。
研究開発の3つの項目
量子計算の適用領域の検証：次世代バッテリー向けの電池材料、ディスプレイやセンサー向けの光機能性材料、次世代デバイス向けの超電導材料など、複数の主要材料系で適用可能性を確かめる。
量子計算活用技術の開発：量子コンピュータを中核とした計算とAIを統合する技術を開発し、従来手法が抱える計算規模や計算コストの制約の克服を検証する。
シミュレーションの実証と実験フィードバック：量子計算を含むシミュレーション結果をもとに材料を合成して性能を評価し、実験結果と比較することで、予測精度の向上や量子計算の実益を確かめる。
6社の役割
TOPPANホールディングス | 添加材料で量子アルゴリズムと古典アルゴリズムを組み合わせた手法を量子コンピュータで実行し、適用を検証。量子計算とAIを組み合わせた手法も開発する。 |
|---|---|
アイシン | 超電導材料での量子計算の適用検証と既存手法との比較を行い、材料開発現場での実用化の目途付けを進める。 |
旭化成 | 電解液などの有機化合物、高分子材料、電極などの無機材料で、適用検証から実験のフィードバックまでを通じ、現場の活用基盤を検証する。 |
ソフトバンク | 量子コンピュータとスーパーコンピューターを連携させた計算基盤で、材料開発に有用な高度データを生成。AIによるデータ活用技術を開発し、次世代電池などエネルギー関連素材の開発効率化を実証する。 |
AGC | 光学硝材などの無機材料や電子材料などの有機材料を対象に、既存の計算科学やAIと量子計算を組み合わせた開発手法を評価し、設計指針を構築する。 |
DIC | 量子コンピュータ、シミュレーション、データサイエンスを融合し、色材や半導体材料の特性を合成前に予測する新しい研究手法を構築する。 |
今後の展開
6社は、研究で得られた量子計算とAIに関するデータや実験データを統合し、継続的に進化する材料開発基盤の構築につなげるとしている。産業横断のイノベーション創出への貢献を掲げる。
なお、量子コンピュータは現時点で規模やエラー率に制約があり、今回はその課題を前提に、AIとの組み合わせで実用的な価値を探る実証となる。
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