量子コンピュータがマスコミで話題になることが増えてきました。
そういった分野に興味がある高校生も増えているそうです。
そこで、未来のテクノロジーフロンティアへの第一歩を踏み出すための大学・大学院ランキングを作成しました。
このランキングは、最先端の量子技術を駆使する能力を身につけ、革新的な研究やキャリア形成の機会を提供する大学・大学院を明らかにします。
未来をリードする量子科学者を目指すあなたに最適な学びの場を見つけるための重要な指針となるでしょう。
ポイント
- 量子コンピュータを研究する上で重要な学問領域。
- 日本で量子コンピュータ研究が可能な主要な大学のランキング。
- 各大学における量子コンピュータ研究の特色と強み。
- 量子技術を学ぶための大学や大学院の選択肢としての詳細情報。
量子コンピュータを研究するには？
夢の未来技術と言われる量子コンピュータの研究を行うためには、まず必要な科学的および技術的な基礎を理解することが重要です。
以下に、量子コンピュータを研究する際に学ぶべき主要な分野と、それに関連する学問領域を示します。
1. 量子力学
量子コンピュータの根底には量子力学の原理があります。量子ビット（qubit）の挙動や、量子もつれ、量子重ね合わせなど、基本的な量子現象を理解することが必要です。
量子力学は、物理学の一分野であり、量子コンピュータの理論的な背景を提供します。
2. 線形代数
量子コンピュータは、線形代数の概念を多用します。特に、行列とベクトル、テンソル積、固有値問題などが重要です。
これらは量子状態や量子操作を数学的に表現し、シミュレーションするために不可欠です。
3. 情報科学・コンピュータ科学
量子コンピュータは情報処理の新たな形を提供します。
従来のコンピュータ科学におけるアルゴリズムやデータ構造の知識が基礎となりつつ、量子アルゴリズムや量子情報理論へと拡張されます。
また、量子プログラミング言語や量子コンピュータのシミュレーション技術も学ぶ価値があります。
大学や研究機関での学習
量子コンピュータを研究するためには、大学や研究機関での専門的な教育が効果的です。
以下は、量子コンピュータ研究に関連するいくつかの主要な学部・大学院プログラムです：
- 物理学部：量子力学の基礎と応用を学びます。
- 工学部：特に電子工学やコンピュータ工学のコースで、実際の量子コンピュータの設計や実験に触れることができます。
- 情報科学部：量子アルゴリズムや量子プログラミング、量子情報理論を扱います。
ではどんな大学で学ぶことが量子コンピュータの研究者になる近道なのでしょうか。
量子コンピュータを学べる大学 、大学院ランキング
１位：東京大学
量子情報情報というサイトによると、東京大学は量子系の研究室が10個あります。
東大は科研費も圧倒的国内ナンバー１です。特に、量子アルゴリズムや量子誤り訂正符号の研究で有名です。
IBMと共同で研究をしたり量子ネイティブ育成センターなどで学際的に研究をしています。
参考：東大の大学院は誰でも入れる？出身大学ランキングから検討してみた
２位：大阪大学
量子情報情報というサイトでは研究室が９個あります。
また、量子コンピュータ研究で有名な研究者の藤井教授がいるのが大阪大学です。科研費も第３位であり設備も充実しています。
下記の参考サイトと下記の動画は必見です。
参考サイト：高校生のみなさんへ 大阪大学 量子情報・量子生命研究センター
３位：京都大学
数々のノーベル賞受賞者を生み出してきた京都大学。量子コンピューティングの分野でも革新的な研究で成果を出しています。
また、既にゲノム解析を従来の古典コンピュータではなく量子コンピュータで解析しています。
今我々が使っているコンピュータがもう「古典コンピュータ」と呼ばれているような世界ですね。
参考：新開発の量子もつれ光源により世界最大の超広帯域量子赤外分光を実現
京都大学との共同研究の成果が国際学術誌「Optica」に掲載
４位：慶應義塾大学
大学の塾長が量子コンピュータの研究者であり、
政府の「量子技術イノベーション戦略の戦略見直し検討ワーキンググループ（WG）」主査として「量子未来社会ビジョン」を取りまとめました。
量子コンピュータの第一人者の一人がいるのが慶應義塾大学。IBMやソフトバンクと量子コンピュータの共同研究をしています。
下記の動画も必見です。量子コンピュータが実際にどのように役に立っていくのか、今現在がどうなっているのかがわかります。
５位：名古屋大学
名古屋大学は量子コンピュータ分野でも医学分野や科学分野で活用するための先進的な研究をしています。
名古屋大学と岐阜大学で構成する東海国立大学機構は4月、量子技術の研究組織を立ち上げる。
両大学の研究者60人が所属し横断的な研究を進める。化学や医学の知見を生かし、高精度ディスプレーや医療機器などへの応用を目指す。
量子技術は人工知能（AI）と同様に、生活や産業に革命的な変化を起こすと期待されており、研究体制を充実させる。 日本経済新聞
６位東北大学
東北大学は企業と連携して量子コンピューティング技術による産業創出を試みていることで有名です。スタートアップ創出にも熱心です。
また、情報科学研究科 量子コンピューティング共同研究講座では、量子アニーリングマシンの開発と応用研究を進めています。
特に、組合せ最適化問題や機械学習への応用に取り組んでいます。 https://qcjoint.is.tohoku.ac.jp/
７位：東京工業大学
量子コンピューティング技術においても東京工業大学はリードしています。オープンキャンパスでは量子コンピュータに実際に使えるというようなイベントを開催していたりします。
量子コンピューティング分野において有名な教授も多く研究をリードしています。
８：早稲田大学
量子コンピューティング研究所と量子技術実装拠点を持ちスタートアップを輩出したりしています。
特に、超伝導量子ビットや光量子コンピュータの研究で有名です。
９位；北海道大学
北海道大学の光エレクトロニクス研究室（工学院）では、光子を用いた世界最大規模の光量子回路を開発し、量子暗号鍵配送や量子コンピュータ、量子光イメージングへの応用に取り組んでいます。 https://optical-processing-and-networking.com/
10位：東京理科大学
東京理科大学では例えば蔡兆申研究室（電気電子情報工学科）が、超伝導量子ビットの開発に注力しており、高品質な量子ビットの作製と、その制御技術の確立に取り組んでいます。
2021年には、朝日賞を受賞するなど、世界トップレベルの研究成果を上げています。 https://www.rs.tus.ac.jp/tsai/
量子コンピュータ分野で有名な開発企業
IBM
IBMは、量子コンピューティング分野におけるリーダーであり、2019年に世界初の商用量子コンピュータであるQ System Oneを発表しました。
IBMは、量子コンピューティングソフトウェアの開発にも注力しており、Qiskitと呼ばれるオープンソースフレームワークを提供しています。
Googleは、量子コンピューティング分野においても大きな投資を行っており、Sycamoreと呼ばれる53量子ビットの量子コンピュータを開発しました。
Googleは、量子コンピューティングソフトウェアの開発にも注力しており、Cirqと呼ばれるオープンソースフレームワークを提供しています。
Microsoft
Microsoftは、量子コンピューティング分野においても積極的に活動しており、QIonと呼ばれるトラップされたイオン量子コンピュータを開発しました。
Microsoftは、量子コンピューティングソフトウェアの開発にも注力しており、Q#と呼ばれるオープンソースフレームワークを提供しています。
理化学研究所
理化学研究所は、日本の量子コンピュータ研究の中核を担う機関です。
2023年には、12量子ビットの超伝導量子コンピュータ「雷神」を発表し、世界初の量子化学計算の実現に成功しました。
日立製作所
日立製作所は、独自の量子アニーリングマシンを開発し、最適化問題の解決に活用しています。また、量子コンピュータを用いた材料開発や創薬などの研究にも取り組んでいます。
富士通株式会社
富士通株式会社は、量子コンピュータのハードウェア開発とソフトウェア開発の両方に注力している日本の大手IT企業です。
同社は、2022年に世界初の量子アニーリングマシン「Fugaku」を開発し、計算性能の世界記録を更新しました。
また、量子コンピュータ用プログラミング言語「Python for Quantum」を開発し、量子コンピュータの利用を容易にするための取り組みを進めています。
NEC株式会社
NEC株式会社は、量子アニーリングマシンと量子シミュレーションマシンの両方を開発している日本の大手IT企業です。
同社は、2020年に世界初の量子アニーリングマシン「NECプラットフォーム for Quantum Annealing」を開発し、その後も「NECプラットフォーム for Quantum Annealing Type S」など、高性能な量子アニーリングマシンを開発し続けています。
また、量子シミュレーションマシン「NECプラットフォーム for Quantum Simulation」を開発し、量子力学に基づいた物質の研究開発を推進しています。
まとめ：量子コンピュータを学べる大学・大学院ランキング
いかがでしたでしょうか？量子コンピュータはワクワクする世界ですね。
日本がある程度戦える分野であるようなのも嬉しいですね。ニュースにも日々新しい発見や発明が紹介されています。
今回は10大学をご紹介させていただきましたが、他にも量子コンピュータについて研究できる大学はありますので探してみてください。
- 量子コンピュータ研究には科学的および技術的な基礎が必要
- 重要な学問領域は量子力学、線形代数、情報科学・コンピュータ科学である
- 量子ビットの挙動や量子もつれなどの基本的な量子現象の理解が求められる
- 量子状態や量子操作を数学的に表現するため線形代数が不可欠
- 量子アルゴリズムや量子情報理論は情報科学の知識を拡張する
- 大学や研究機関での専門的な教育が量子コンピュータ研究には効果的
- 量子コンピュータを研究できる大学ランキングのトップに東京大学
- 東京大学は量子系研究室が10個あり、科研費も国内ナンバー１
- 大阪大学には量子コンピュータ研究で有名な藤井教授が所属
- 京都大学は量子コンピューティングの分野で革新的な研究を行う
- 慶應義塾大学は量子技術イノベーション戦略の戦略見直しワーキンググループの主査を務める
- 名古屋大学は量子コンピュータを医学・科学分野で活用する研究を行う
- 東北大学は量子コンピューティング技術による産業創出に熱心
- 早稲田大学はスタートアップを輩出し超伝導量子ビットの研究が有名
- 東京理科大学は超伝導量子ビットの開発に注力し高品質な制御技術を確立
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