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2021/9/30

量子コンピュータ研究室って何するところ?活用事例や将来就くことができる職業を紹介!

2021/9/30

はじめに

現代のさまざまな科学や技術に必要不可欠である分野が、量子力学です。

今や社会や一般生活においても、その主導権を握っているといっても過言ではないものを扱っています。

たとえばパソコンや携帯電話、電化製品などの日々の進歩は、量子力学を応用した開発によって支えられています。

ここでは電子工学や超電導の基礎となる、量子力学などを研究している量子コンピュータ研究室について解説していきましょう。

活用事例や将来就ける職業などもあわせてご紹介するので、就活中の方はぜひとも参考にしてください。

【量子コンピュータ研究室ってどんなところ?】量子コンピュータ研究室の実態

量子コンピュータ研究室とは、現代の情報社会に欠かせないコンピュータや情報ネットワーク性能を向上させるための、量子力学などを開発している研究室のことです。

言い換えれば次世代の情報電子工学や、電子技術を研究している場であるともいえます。

実体はさまざまな大学の工学部の研究室や、一般の量子コンピュータ研究センターおよび企業を拠点に、以下のような研究を進めています。

・量子情報の物理
・量子光学
・光情報や光工学デバイス

量子コンピュータ研究の現状

量子コンピュータ研究室の現状は、量子コンピュータの研究が加速し、その実用化に向けた研究に取り組んでいます。

量子暗号などでは、これまで以上に量子コンピュータ技術が活用され、今まさに大きく変わる量子時代が到来している状態です。

たとえば量子コンピュータの実用化が急速に進んだことで、変化がありました。

これまで表現していた情報量の単位「ビット」に対して、量子情報の最小単位である「量子ビット」という単位があります。

そこで日本の量子コンピュータ研究室が先頭に立ち、世界的な研究の進歩に貢献しようとしています。

また量子コンピュータには、2種類の計算方式があるのです。

その2種類の計算方式を活用し、GoogleやIBMの量子コンピュータ、D-Waveの量子コンピュータなどが、すでに一部実用化されているのです。

これらはどちらも土台になっているのは、日本国内にある大学の量子コンピュータ研究室などが発表した理論的な論文です。

量子コンピュータ研究の将来性

これまで超電導デバイスと半導体回路や光技術などは、異なる分野で研究されていきました。

その活用はコンピュータ・携帯電話(スマートフォン)や、家電製品など生活のなかでも研究成果を実感できました。

それが現在、量子情報科学は分野をまたぎ、自由にアイデアを交換できる時代へ進歩しているのです。

天気予報への活用では、現在の気象システムと違い、地域をより限定することで航空会社の混乱を回避できます。

そしてデータ送信の暗号化による、融資や銀行取引の安全なデータ伝送が可能になるのです。

データの暗号化は軍事や政治通信、医療の記録にも有用視されている点です。

・金融
・創薬
・運輸
・医療
・化学
・情報通信

これらのような幅広い分野で、活用を期待されています。

量子コンピュータ研究の将来性を考えると、今後5~10年ほどでさまざまな面で、生活に実用化されていくであろうと考えられているのです。

ただ、何に使えるかという点については、まだまだ研究の余地はあります。

その可能性を無限に秘めている点が、量子コンピュータ研究室での研究分野の魅力でもあるでしょう。

【量子コンピュータ研究室ってどんなところ?】量子コンピュータの実用例は?

それでは実際に量子コンピュータ研究室では、主にどのような研究や開発をしているのか、次に見ていきましょう。

実際にそれぞれの研究室によって、研究テーマはさまざまです。

最近飲食店や病院などで人間に代わり、ロボットが人間さながら応対してくれる場面に遭遇したことはありませんか。

あのロボットは、量子コンピュータが生活に活用されている一例です。

人工知能(AI)を活用したロボットも、量子コンピュータを実用した例の1つとなります。

パソコン本体の開発

量子コンピュータ研究室の研究内容や開発例で、私たちが身近で実感できるものにパソコンがあります。

単にパソコンの動きが速くなるだけではありません。

パソコンでこれまで以上に難しい処理ができるように、量子コンピュータ本体の開発研究が進められているのです。

量子コンピュータの開発が進んだことで、パソコンの動きが安定して早くなった進歩がありました。

こうしてインターネット経由で、世界中とすばやく通信できるシステムの実用化が可能となったのです

また量子コンピュータをプログラミングできる言語「Q#(キューシャープ)」を使用して、コンピュータで操作の実行に必要な処理システムのプログラミングができることも注目されています。

半導体の開発

量子コンピュータは電気的性質を備えた、物質の半導体にも用いられています。

たとえばインターネットのサービス会社で、米国における主要IT企業のGoogle・Amazon・Facebook・Appleの4社、総称GAFAがあります。

これらの企業は独自の人工知能(AI)チップ作りをはじめました。

それを検索エンジンの性能と効率化につなげ、半導体チップにしたのです。

今や世界中の人がパソコンなどのインターネットワークを経由し、必要なサービスを受けられる時代になっています。

しかしそれに伴って、コンピュータの規模も大きくする必要があり、そうなれば電力削減も必要です。

半導体はその課題を実現しました。

また現代は人間の脳をまねたやり方で、それをベースにした人工知能(AI)の開発・利用が盛んです。

これは従来のコンピュータよりもさらに認識度が高く、並列演算のスピードを量子コンピュータと半導体間で課題とし、研究しています。

その実用化の1つが、まだ改善はありますが人工知能(AI)ロボットです。

アプリケーションへの応用

量子コンピュータを用いたアプリケーションの開発中です。

IBMやD-Waveなどの企業では、すでに実際に量子コンピュータを使用し始め、アプリケーションを開発する段階になっています。

これまでのコンピュータがしていた計算の概念とは異なります。

量子コンピュータを使用した、人工知能(AI)の学習密度の向上が期待されているのです。

また量子コンピュータのアプリケーションの開発は、問題を最適化し、量子機械学習の分野を発展させる開発にもつながります。

量子機械学習というのは、従来のコンピュータによる計算式をそのまま量子回路に活用できない場合もあります。

そのため量子コンピュータに、適切なシステムを構築しなければなりません。

【量子コンピュータ研究室ってどんなところ?】量子コンピュータ専攻者の就職先は?

次世界の高速コンピュータとして注目されている量子コンピュータを、活用する開発をする場であるのが量子コンピュータ研究室です。

それでは以下より学んだ量子コンピュータ専攻生の就職先は、どこかを紹介していきましょう。

エンジニア

量子コンピュータの実用例はさまざまです。

どの分野でも量子コンピュータの知識があれば、エンジニアとして就職できるでしょう。

具体的な就職先として、以下のような企業があげられます。

・情報通信技術の研究をする国立研究機関
・量子コンピュータ利用したAIアルゴリズムを研究している企業
・機械学習(人口機能・AI)を活用した量子コンピュータのクラウドサービスを開発する企業

エンジニアとは工学者または技術者のことを指します。

その適性は、専門的な知識やスキルをもっているかどうかに左右されます。

IT技術が進歩した現代、量子コンピュータをはじめインターネットに関する専門知識やスキルをもつ、ITエンジニアの求人は右肩上がりです。

データサイエンティスト

量子コンピュータに関する知識があれば、データサイエンティストとしても活躍できます。

データサイエンティストとは大量のデータ分析をし、そのなかから必要な情報を見極める職業です。

企業に集められた大量のデータからビジネスに活用する知見を探し、企業をサポートしていきます。

ビックデータ時代に突入した近年に必要な人材として、幅広い業界で求められている将来性の高い職業です。

データサイエンティストはエンジニアとしてプログラミング経験や、データベースエンジニアとしてデータを扱う実務の経験を積んでおくと、就職に有利です。

・数学のなかでも統計学に関する知識
・主要な分析手段
・プログラミングの言語
・SQLやデータ分析に特化したツールの操作に必要な知識

上記のスキルを身につけておくとよいでしょう。

データアナリスト

量子コンピュータに関する知識があれば、データアナリストとしても活躍できます。

データアナリストとは、データサイエンティストが抽出したデータをもとに、ビジネスの成長を促す職業です。

データアナリストとして実務経験を積むことで、データサイエンティストやフリーランスとして独立するなどの、ステップアップも考えられます。

データアナリストは企業が抱える課題に対し、さまざまなデータを分析し、その原因を見つけたり、データとの関係性を見て問題の解決を促したりします。

課題に対してどの分析手法を用いるかという判断や、分析結果の全体像を把握するために統計や数学の知識が必要です。

分析のほか定常的なレポートのフォーマット作成や、データの集計などという作業もあります。

【量子コンピュータ研究室ってどんなところ?】研究室の選び方とは?

量子コンピュータの研究室はさまざまな分野があります。

研究室の選び方によっては、卒業後の進路に大きく影響するものです。

研究室での研究とは、一見すると就職には関係ないように思えるかもしれません。

しかし実際は、研究室や研究内容は就職で非常に重要なポイントです。

研究室の選び方のコツは、自分が何をやりたいのかを見極め、自己分析をすることが大切です。

どのような分野に興味があって、どのような企業へ入りたいのかなど、進路のことも考えて研究室選びをしてください。

そして、自分がターゲットとする分野に精通している研究室をネットなどで検索し、話を聞いてみるとよいでしょう。

研究室の選び方に見当がつかない方は、「研究室選び方」の記事を参考にしてみてください。

【量子コンピュータ研究室ってどんなところ?】まとめ

従来のコンピュータ技術よりさらに進んだ、次の世代へとつながる高速コンピュータとして期待されているのが、量子コンピュータです。

今もその研究は進められています。

研究室の選び方や研究内容は、将来の職業に結びつく重要なことです。

量子コンピュータの研究は、さまざまな分野があります。

そのなかでも自分が何をやりたいのか、自己分析をしっかりして、将来に結びつく研究室を選びましょう。

近年の情報社会に不可欠なコンピュータやインターネットの技術となる量子コンピュータは、今まさに注目されている研究です。

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