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JSTムーンショット目標６ 研究開発プロジェクト

概要

「量子計算網構築のための量子インターフェース開発（QuINT）（2021年～2025年）」や総務省委託事業「量子インターネット実現に向けた要素技術の研究開発（2020年～2024年）」等からの研究成果を基盤に、国内外の大学・研究機関・企業と共同研究契約や連携協定を締結し、量子技術の発展を目指しています。

連携先

古河電工株式会社、量子科学技術研究開発機構（QST）量子技術基盤研究部門、理化学研究所 量子コンピュータ研究センター、情報通信研究機構（NICT）、東京大学 生産技術研究所、産総研 量子・AI融合技術ビジネス開発グローバル研究センター（G-QuAT）、高エネルギー加速器研究機構。

成果

ダイヤモンド中の窒素および複数の炭素同位体からなる量子メモリをゼロ磁場下で制御することで、量子誤り訂正に世界で初めて成功しました。（2022年4月）

先端国際共同研究推進事業（ＡＳＰＩＲＥ） 「量子技術応用のためのダイヤモンドスピンキュービット 」

概要

室温でも高効率光読み出しと長コヒーレンス時間を併せ持つダイヤモンド中スピン量子ビットが注目されています。本課題は、材料科学とコヒーレンス制御を融合し、量子センシングや量子通信へ先進的ダイヤモンド技術を応用することを目的としています。共同で推進するダイヤモンド量子技術研究センターは、高機能ダイヤモンド材料による生物医学応用のための量子センシングを実現する。また、光・電子スピによる量子ネットワーク要素を実証します。

連携期間

2025年～2030年

連携先

量子科学技術研究開発機構、東京大学、東京科学大学、京都大学、沖縄科学技術大学院大学、産業技術総合研究所、物質・材料研究機構、ウルム大学（独）、シュツッツガルト大学（独）、ザーランド大学（独）

「AIとHPCを活用した台風メカニズムの解明」

概要

これまでのモデルドリブンであるHPC(シミュレーション)と、データドリブンであるAIを融合させることにより、未知であった台風発生のメカニズムの解明や、台風予測シミュレーションでのHPCやAI活用による高速化および高精度化の研究を行います。

連携先

富士通株式会社 富士通研究所

成果

富士通株式会社と横浜国立大学はスーパーコンピュータ「富岳」上で、富士通の大規模並列処理技術と横浜国立大学台風科学技術研究センター坪木教授が開発した気象シミュレーターCReSSを組み合わせることで、これまで困難だった台風に伴い発生する竜巻の予測を可能にする気象シミュレーションに世界で初めて成功しました。（2025年2月）

2024年度A-STEP「産学共同 ステージⅡ」「前工程／後工程の融合による高エネルギー効率Beyond2nｍデバイスの研究開発」

概要

前工程／後工程の融合エコシステム型共同研究開発体制を構築し、裏面電源供給ネットワーク（BSPDN）の歩留まりと放熱の課題解決に取組み、各基盤技術のシステム・製造協調最適化による解決を目指します。

連携先

株式会社ディスコ、株式会社KOKUSAI ELECTRICおよび株式会社SCREENホールディングス

量子インターネットへ向けた単一光子のシングルショット高分解能分光システムの開発

概要

量子インターネットを実現する構成方式として有力な周波数多重化量子中継や量子センシングなど幅広い分野での応用が期待に向けた単一光子のシングルショット高分解能分光システムの開発を目指します。

連携先

ソニーグループ株式会社、LQUOM 株式会社

成果

virtually imaged phased-array(VIPA)と単一光子アバランシェダイオード(SPAD)アレイを統合し、単一光子レベルの光パルスを用いた原理実証に成功。VIPAとSPADの両者を組み合わせることで、異なる周波数の光を異なる画素で同時に捉え、単一光子の周波数を一度の測定（シングルショット）で識別可能となり、また現実的な周波数モード数で多重化しない単一モード構成のほぼ理想的な状況を上回る性能も確認しました。