イスラエル、1億シェケルの新量子ハブ公募を開始――3つの異なるアーキテクチャの競合を義務付け

イスラエルイノベーション庁（IIA）は、1億新シェケル（NIS、約53億4,600万円）を投じる第2世代の国家量子コンピューティングハブの運営事業者公募を開始した。この新ハブでは、特定の方式に依存せず、少なくとも3つの異なるハードウェアアーキテクチャを同時に統合することが義務付けられている。公募は2026年10月8日まで行われ、選定された事業者は承認から12か月以内に研究開発サービスの提供を開始する予定だ。

■国内ハードウェアの台頭と新ハブの設立

イスラエルイノベーション庁（IIA）は7月20日、1億新シェケル（約53億4,600万円）を投じる第2世代の国家量子コンピューティングハブの構築に向けた公募を開始した。このハブの運営事業者は、少なくとも3つの異なる競合するハードウェアアーキテクチャを同時に統合することを求められる。Times of Israelが報じたところによると、2024年6月にテルアビブ大学に開設されたイスラエル初の国家量子センターは、当時イスラエル製の量子ハードウェアが存在しなかったため海外製プロセッサを中心に構築されていたが、その制約が解消されつつあることを今回の新たな公募の設計が反映している。

IIAによると、イスラエルは人口1000万人でありながら、世界の民間量子投資全体の約9％を占めている。この突出した地位は、これまでソフトウェア、制御電子機器、アルゴリズムツールの分野で築かれてきた。一方で、最近まで国内産の量子ハードウェアは存在しなかった。今回の新たな公募は、国内のハードウェア開発のギャップが急速に埋まりつつあり、それを中心としたセンターを構築すべき段階に達したとIIAが判断したことを示している。

■単一のアーキテクチャに絞らない理由

IIA'sの公募における最大の特徴は、特定の「勝者」を選ばないという姿勢だ。

超伝導回路、イオントラップ型、中性原子、光量子システムのいずれの量子ビットアーキテクチャも、実用的なワークロードにおいて他に対して明確な優位性をまだ実証していない。そのため、IIAのプログラム仕様書では、インフラ運営事業者が少なくとも3つの異なる量子処理技術へのアクセスを同時に提供することを明示的に義務付けている。単一のプラットフォームのみを提案する計画は、要件を満たさない。

この方針の背景には、現在量子コンピューティングの活用を試みるすべての組織が直面している核心的な技術課題がある。それは、回路のコンパイルがアーキテクチャに依存するという点だ。例えば、各量子ビットが物理的に最も近い隣接量子ビットとしか相互作用できない米IBMの超伝導「ヘビーヘックス（heavy-hex）」格子向けに最適化されたアルゴリズムは、共有された電磁トラップポテンシャルを介して任意の2つのイオンが相互作用できるイオントラップ型のマシンで実行する場合、完全に再コンパイルしてベンチマークをやり直す必要がある。コンパイルされた回路は形状が異なり、エラー特性も異なり、必要なエラー緩和戦略も異なる。IIAの説明によると、マルチプラットフォーム施設を利用することで、イスラエルの研究者や企業は、特定のベンダーのエコシステムに開発資源を投入する前に、自社の特定のアルゴリズムに対してどのアーキテクチャが最も高いパフォーマンスを発揮するかを見極めることができる。

IIAは「量子コンピューティングの異なるアプローチには、それぞれ異なる利点、限界、成熟度があり、システム間の互換性は依然として限られている。あるプラットフォーム向けに開発されたアルゴリズムが、必ずしも別のプラットフォームで動作するとは限らない」と述べている。

複数の技術のサポートを義務付けることは、単に誤った選択を避けるためのリスクヘッジではない。実際のアーキテクチャ上の制約に対する、的確なエンジニアリング上の対応なのだ。

■各アーキテクチャの強みと限界

イスラエルが3つのプラットフォームを義務付ける理由を理解するには、それぞれの方式が提供する独自の強みと限界を知る必要がある。

IBMや米グーグル（Google）、米リゲッティ（Rigetti）などが採用する「超伝導量子ビット」は、超伝導量子ビットに関する技術文献に記載されているように、希釈冷凍機の中で宇宙空間よりも冷たい約15ミリケルビンで動作する。約5ギガヘルツのマイクロ波パルスによって量子ビットの状態遷移を駆動する。ゲート操作はあらゆるアーキテクチャの中で最も速く、数十から数百ナノ秒で完了する。トレードオフとなるのは量子ビットの結合性だ。超伝導プロセッサの物理的なレイアウトにより、各量子ビットは物理的に最も近い隣接量子ビットとしか直接相互作用できない。隣接していない量子ビット間で量子情報をルーティングするにはSWAP操作が必要となり、これが回路の深さを増し、エラーを蓄積させる原因となる。また、環境ノイズによって量子状態が崩壊するまでのコヒーレンス時間は、マイクロ秒からミリ秒程度と短い。

なお、120個 of 物理量子ビットを搭載したIBMの「Nighthawk」プロセッサは、2026年6月に物理シミュレーションおよびネットワーク最適化タスクにおいて第三者による検証をクリアした。また、105個の量子ビットを搭載したグーグルの「Willow」チップは、コード距離が長くなるにつれて論理エラー率が指数関数的に減少することを2024年末に実証した。これは、理論家たちが20年間にわたり予測してきた閾値（しきいち）をハードウェア規模で初めて証明したものである。

Quantinuum（クアンティニュアム）やIonQ、およびイスラエル自国のQuantum Artなどが追求する「イオントラップ型量子ビット」は、技術文献の説明によると、超高真空チャンバー内の電磁場中に帯電した原子（イオン）を浮遊させ、特定の波長に調整されたレーザーパルスを用いて量子ゲート操作を行う。すべてのイオンが共通のトラップポテンシャルを共有するため、任意の2つのイオンが直接相互作用でき、結合性の制約やSWAPのオーバーヘッドが発生しない。個々のゲート操作にはナノ秒ではなくマイクロ秒単位の時間がかかるため、ゲートあたりの速度は超伝導システムより1桁以上遅い。しかし、コヒーレンス時間は数秒から数分に及び、デコヒーレンスによって計算が損なわれる前に、アルゴリズムを実行するための十分な時間を確保できる。Quantinuumは2026年3月に、同社のHシリーズプロセッサで94個の論理量子ビットを実証している。

QuEra（キューエラ）やPasqal（パスカル）、Atom Computing（アトム・コンピューティング）が採用する「中性原子量子ビット」は、中性原子量子コンピューティングの文献に記載されているように、オプティカルピンセットと呼ばれる集束レーザービームで個々の中性原子を捕捉し、プログラマブルな2次元配列に配置する。最大の特長は再構成可能性だ。計算ステップの合間に原子を物理的に移動させることができるため、超伝導やイオントラップシステムでは再現できない動的な結合パターンを実現できる。QuEraは2025〜2026年のマイルストーンにおいて、あらゆるプラットフォームで最大となる96個の論理量子ビットを実証した。また、Atom Computingの「Phoenix」システムは、中性原子ハードウェア上で初となる、複数ラウンドにわたる持続的な量子誤り訂正を実証している。

「光量子システム」は、光の粒子である光子を量子ビットとして使用し、室温で動作する。光量子コンピューティングの文献に記載されているように、光ファイバーを用いた量子ネットワークインフラと互換性を持つ可能性のある唯一のアーキテクチャだ。ゲート操作は決定論的ではなく確率論的であり、それを補うために測定と古典的なフィードフォワードが必要となる。このため、一般的なゲート型計算への適用は制限されるが、ボソンサンプリングなどの特定のタスクや、量子プロセッサと通信ネットワークの接続には適している。イスラエルの最初の量子センターには、超伝導プロセッサと並んで英ORCA Computingの8量子モード（qumode）の光量子システムが導入されており、第1世代の段階からアーキテクチャの多様性の価値が認識されていたことを示している。

■海外製ハードウェアから自国技術への転換

2026年の公募が、イスラエルの2022年の量子投資と戦略的に大きく異なる背景には、その間の数年間にイスラエルの量子ハードウェア企業が成し遂げた進歩がある。

2024年6月にテルアビブ大学に設立され、テルアビブを拠点とするQuantum Machinesが運営する最初のイスラエル量子コンピューティングセンターは、イスラエル企業が製造していないハードウェアを中心に構築されていた。その中核は、オランダのQuantwareが製造した25量子ビットの超伝導プロセッサと、ORCAの光量子システムだった。Quantum Machinesは、量子コンピュータの動作を管理するパルスプロセッサや古典的コンピューティングインフラである「制御電子機器およびオーケストレーション層」を提供した。これはそれ自体が重要な技術であるが、量子ビット自体は海外から調達されたものだった。

IIAは、今回の新しい公募の説明の中でこの点を直接認めている。最初のセンターは「イスラエル製の量子プロセッサがまだ利用できなかった時期に立ち上げられたため、海外製のプロセッサに依存していた」とし、今回の公募は「イスラエル独自の量子コンピューティング技術を確立し、それを基盤としてイスラエルの学術界や産業界に研究開発サービスを提供することを目的としている」と説明している。

この状況を変えたのが、Quantum Art（クァンタム・アート）の存在だ。ワイツマン科学研究所のロイ・オゼリ教授の研究室からスピンオフして2022年に設立された同社は、1000量子ビットの「Perspective」システムを構築している。これは、単一のトラップでは到達できない規模でモジュール式イオンラッププロセッサを光インターコネクトで接続する、マルチコアのイオントラップ設計を採用している。Quantum Artは2026年4月にシリーズA資金調達を1億4000万ドル（約226億8000万円、1ドル＝162円換算）に拡大し、累計調達額は約2億ドル（約324億円、1ドル＝162円換算）に達した。同社は、企業価値を最大50億ドル（約8100億円、1ドル＝162円換算）と評価するSPAC（特別買収目的会社）との合併に向けた協議を行っているとも報じられている。

今回の新しいインフラ公募は、まさにQuantum Artのような企業が自社ハードウェアを実証し、イスラエルの開発者が、国内ではまだ製造できない超伝導や光量子の代替選択肢と並べて自国技術をテストできる場を提供するように構成されている。

■新ハブの具体的な役割とロードマップ

IIAが求めているインフラは、物理量子ビットから商業アプリケーションに至るまで、量子コンピューティングのスタック全体をカバーしている。

ハードウェア面では、運営事業者は少なくとも3つの量子処理技術への同時アクセスを提供し、グローバル市場の発展に合わせてそれらのシステムを維持・アップグレードし、古典的なハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）と統合しなければならない。アクセス方法としては、イスラエル国内に物理的に設置されたハードウェアと、海外で運用されているシステムへのクラウド経由の接続を組み合わせることが可能であり、これによりイスラエルのユーザーは国内設置分を超えたリソースを利用できるようになる。

ソフトウェアおよびサービス面では、異なる量子バックエンド上でのアルゴリズムのパフォーマンスを比較できるクロスプラットフォームのベンチマーク、企業が開発経路を決定する前に複数のハードウェアタイプで実施する概念実証（PoC）実験、誤り訂正および制御手法の開発、そして最適化、シミュレーション、機械学習、暗号分野における業界固有のニーズに新しい量子技術を適合させるアプリケーション適応作業などを提供する必要がある。

IIAの最高経営責任者（CEO）であるドロール・ビン氏は、このプログラムの目的を、研究を競争優位性に転換することだと説明している。ビン氏は「この新しい提案公募を通じて、イスラエルの産業界と学術界に最先端の研究開発インフラを提供し、量子コンピューティング技術の評価、統合、採用を可能にすることを目指している。科学的・技術的知識を、イスラエルのハイテク産業の競争優位性へと変えていく」と語った。

また、運営事業者には、専門的なトレーニングプログラム、ワークショップ、学際的なスキル構築イニシアチブの実施も義務付けられている。この人材育成の義務は、ハードウェアへのアクセスだけでは量子技術に対応できる産業は育たないという認識を反映したものだ。量子ビットを理解する物理学者やシステムを理解するエンジニアが、量子技術が解決し得る実際の問題を理解する専門分野のエキスパートと協働する必要がある。

スケジュールは具体的に定められており、プログラム承認から12か月以内に研究開発サービスを開始し、18か月以内にインフラ全体を稼働させなければならない。

■他国の国家戦略との比較

多くの国の量子プログラムは、主に2つの戦略のいずれかに収束している。1つの支配的な技術を支援するか、あるいは一般的な研究に資金を提供して市場に決定を委ねるかだ。これに対し、イスラエルのアプローチは、明確に異なる第3の選択肢を示している。

英国が2026年3月に発表した「ProQure」プログラムは、量子技術に20億ポンドを投じる。このプログラムの要となるのは、2030年代初頭までに英国国内に大規模な量子コンピュータを構築するための調達イニシアチブであり、最終的には特定のシステムを選定して大規模な資金提供を行う。これは、将来の勝者に賭ける戦略だ。

また、米エネルギー省が2026年6月に大統領令を通じて発表した「Quantum Genesis」イニシアチブは、2028年末までに真の科学的作業が可能な世界初のフォールトトレラント（耐障害性）量子コンピュータを配備することを目指している。これもまた、特定のハードウェアアプローチを選択し、それに最適化していくプログラムである。

これらに対し、イスラエルが取り組んでいるのは、そうした選択の決定を下す前に、比較評価を可能にするインフラを構築することだ。この義務付けは、最終的な状態としての不可知論（特定の方式にこだわらないこと）ではなく、手法としての不可知論である。プラットフォームに依存しないハブは、ベンチマークデータ、アルゴリズムのテスト結果、そして実際の性能比較を生み出し、イスラエルが将来的に行う投資の判断材料を提供するものであり、時期尚早なコミットメントを避けるためのものである。

ギラ・ガムリエル科学技術宇宙相は発表に際し、「イスラエルは一世代先を考えなければならない。私たちの責任は、今後数十年にわたって世界を再構築することになる技術に、今日投資することだ」と述べた。

■イスラエルの量子ビジネスの現状と展望

IIAの公募が暗に認めている率指な答えは、「商業化はまだ先だが、最初のハブ設立時に想定していたよりも早く実現しつつある」というものだ。

量子コンピューティングの商業的な未来については、依然として議論が続いている。現在のシステムは、環境ノイズからの極端な隔離、超伝導方式に必要な精巧な極低温インフラ、イオントラップ型に必要な複雑な真空システムを必要としており、エラー率は急速に改善しているものの、誤り訂正なしで実行できるアルゴリズムの深さと信頼性は依然として制限されている。2023年のNature誌の分析では、量子コンピュータは現在、実用面において「完全に役に立たない」と結論付けられていた。これは技術の将来性を否定するものではなく、古典的な代替手段と比較した現在の商業的有用性を正確に評価したものだ。

その評価は2023年時点では正確だった。しかし、2025〜2026年にかけて、誤り訂正の閾値を下回るハードウェア動作を示す初の論理量子ビットのマイルストーンが達成された。グーグルのWillowによる指数関数的なエラー抑制、Quantinuumの94個の論理量子ビット、QuEraの中性原子ハードウェアによる96個の論理量子ビットなどだ。これらは商業的な展開ではない。しかし、これらはフォールトトレラントな量子コンピューティングが理論家の予測通りに機能することを示すエンジニアリング上のマイルストーンであり、各国政府が現在行っているインフラ投資が、今10年紀（2020年代）のうちに実行可能な対象を得ることを証明している。

2018年に開始されたイスラエルの12億5000万NIS規模の国家量子イニシアチブは、すでにイスラエルの量子企業に6億5000万ドル（約1053億円、1ドル＝162円換算）以上の民間ベンチャーキャピタルを引きつけている。今回の新しいハブは、このエコシステムに欠けていたもの、すなわちイスラエル企業が自社の技術を世界の代替技術と比較してベンチマークし、それを使いこなす人材を育成し、イスラエルの量子技術の成果が本物でありテスト可能であることを国際的なパートナーに実証できる国家施設を提供するものである。

IIAが答えを出そうとしているのは、どの量子アーキテクチャが勝つかではない。勝者が現れたときに、イスラエル企業がすでにそれを構築し、運用し、その上でアプリケーションを販売する方法を確実に習得しているようにすることなのだ。

■注目ポイントQ&A

●なぜイスラエルは特定の方式に絞らず、3つの異なる量子ハードウェアプラットフォームを要求しているのですか？

現時点でどの量子ハードウェアアーキテクチャもすべての問題に対して優位性を示しておらず、あるプラットフォーム向けに書かれたアルゴリズムを別のプラットフォームにそのまま移植することができないためです。超伝導、イオントラップ型、中性原子、光量子にはそれぞれ異なる強みと限界があり、問題の構造によって最適なアーキテクチャが異なります。マルチプラットフォーム施設により、研究者は実際のワークロードで各方式を直接比較評価できます。

●2024年に設立された最初の国家量子センターとは何が違うのですか？

2024年の最初のセンターは、当時イスラエル製の量子ハードウェアが存在しなかったため、オランダ製の超伝導システムや英国製の光量子システムなど、海外製のプロセッサを中心に構築されていました。今回の2026年の公募は、1000量子ビットのシステムを開発するQuantum Art社などの台頭を受け、イスラエル独自の量子技術を確立し、自国製ハードウェアを国際的な代替技術と並べて検証できるインフラを構築することを目指しています。

●新しい量子ハブはいつ開設される予定ですか？

公募は2026年10月8日まで行われます。運営事業者の選定後、プログラム承認から12か月以内に研究開発サービスを開始し、18か月以内にフル稼働させることが義務付けられています。そのため、順調に進めば研究開発サービスの開始は2027年後半、完全な稼働は2028年中になると予想されます。

●このセンターで企業はどのような課題に取り組むことができますか？

量子アルゴリズムの開発と最適化、複数ハードウェアでの概念実証（PoC）テスト、クロスプラットフォームのベンチマーク、誤り訂正や制御手法の研究、そして創薬や材料科学向けの分子シミュレーション、金融モデリング、機械学習の高速化、ポスト量子暗号といった業界固有の課題への応用研究に取り組むことができます。

元記事: Israel’s New Quantum Hub Forces Three Hardware Architectures to Compete