144量子ビット国産量子コンピュータの仕組みと量子-HPC連携【2026年版】

叡-Ⅱとは？144量子ビット国産量子コンピュータの仕組みと量子-HPC連携【2026年版】

この記事でわかること

• 理化学研究所（理研）・大阪大学の新型量子コンピュータ「叡-Ⅱ」がいつ、何を発表したのか
• 超伝導量子ビットのしくみを、やさしく図解で
• 国産量子コンピュータの系譜（「叡」→「叡-Ⅱ」、そして並行して進む2つの別プロジェクト）
• スーパーコンピュータ「富岳」との「量子-HPC連携」の実際の姿
• 「誤り訂正の壁」とは何か、理研の新しい前進
• IBM・Google・中国など海外の動向との比較

前半は専門知識なしで読めるように、後半は技術者向けの数値まで踏み込みます。各項目には話の確かさを次の印で付けました。
確立 教科書レベル　査読済み 論文で発表、検証はこれから　未査読 公式発表・報道のみ　仮説 未検証・確認できなかった点

1. 「叡-Ⅱ」が動き出した日

2026年3月26日、理化学研究所（理研）量子コンピュータ研究センター（RQC）と大阪大学量子情報・量子生命研究センター（QIQB）の共同研究グループが、144量子ビットの超伝導チップを搭載した新型量子コンピュータ「叡-Ⅱ（えい・ツー）」の量子計算クラウドサービスを開始したと発表しました。未査読

読み方について
「叡」という漢字は「えい」と読みます（英語表記は"A"）。2023年10月、理研は国産超伝導量子コンピュータ初号機の愛称を公募で「叡」に決め、「聡明さと、量子コンピュータの情報処理における卓越性・先進性」を表す名前だと説明しました。そのため「叡-Ⅱ」は「えい・ツー」と読むのが正確です。未査読

この「叡-Ⅱ」は、2023年3月に稼働した64量子ビット機「叡」の後継機です。量子ビット数は2倍以上に増え、チップは縦12列×横12列の2次元配置、サイズは28mm×28mmです。2つの機体は並行して運用され、ユーザーは「叡」「叡-Ⅱ」「量子シミュレータQulacs」のいずれも利用できます。未査読

▼ 量子ビット数の変化（1マス＝1量子ビット）

叡（初号機）
2023年3月〜
64量子ビット中53が稼働

叡-Ⅱ
2026年3月〜
144量子ビット（12×12）

左：叡は64量子ビットのうち11量子ビットが不安定で、53量子ビットでの運用開始でした（灰色のマスが不稼働の目安）。右：叡-Ⅱは144量子ビットすべてが2次元格子状に並びます。公式発表では誤り率などの詳細な性能数値は示されておらず、「量子ビットの寿命を延長し、演算中のエラー発生確率を低下させた」という定性的な説明のみです。未査読

2. そもそも「超伝導量子ビット」とは

ふつうのコンピュータのビットは「0」か「1」のどちらかです。量子ビットは、量子力学の重ね合わせという性質を使い、「0と1を同時に持つ状態」を扱えます。2つの量子ビットが特別な結びつき（量子もつれ）を持つと、組み合わせの数が一気に増え、ある種の計算を古典コンピュータより効率よく進められる可能性があります。確立

「叡-Ⅱ」が使うのは超伝導量子ビットという方式です。アルミなどの金属でできた微小な電気回路を、絶対零度（−273.15℃）に近い温度まで冷やすと、電気抵抗がゼロになる「超伝導」という状態になります。この回路に特殊な素子（ジョセフソン接合）を組み込むと、回路全体が1つの量子ビットのように振る舞います。

「電子1個のような極小の世界でしか起きないはずの量子現象が、目に見える大きさの電気回路でも起きる」ことを実験で示したジョン・クラーク、ミシェル・デヴォレ、ジョン・マルティニスの3氏には、2025年のノーベル物理学賞が贈られました。これが現在の超伝導量子コンピュータの物理的な土台になっています。確立（本ブログの別記事「ペンギン崩壊と標準模型のほころび」でも紹介しています）

方式は1つではない
量子ビットの作り方には、超伝導回路のほかに「イオン（原子）を電磁場で閉じ込める」「光子を使う」など複数の方式があります。叡・叡-Ⅱ、Google、IBM、中国のチームはいずれも超伝導方式ですが、米IonQなどはイオン方式を採用しています。方式が違うと量子ビット数を単純に比べても性能の優劣は決まりません。確立

3. 国産量子コンピュータの系譜：1本ではなく3本の道

「叡-Ⅱ」は国産量子コンピュータの唯一の系列ではありません。2023〜2026年にかけて、日本では並行して3つのプロジェクトが進んでいます。それぞれ目的が少し違います。

2023年3月 ── 初号機「叡」稼働（理研RQC × 大阪大学QIQB）

理研、産業技術総合研究所、情報通信研究機構、大阪大学、富士通、NTTの共同研究グループが、64量子ビット（53量子ビットで運用開始）の国産超伝導量子コンピュータ初号機を稼働。同年10月、愛称を「叡」に決定。

2024年5月 ── 富岳との量子-HPC連携基盤を発表

理研計算科学研究センター（R-CCS）とRQCが、スーパーコンピュータ「富岳」と「叡」を連携させるハイブリッド基盤を構築（詳しくは次の章）。

2024年9月 ── 新しい量子誤り訂正符号を発表（査読済み）

理研RQCの後藤隼人氏が、効率の良い量子誤り訂正符号「多超立方体符号」をScience Advances誌に発表。

2025年4月 ── 富士通×理研が256量子ビット機を発表（別系列）

富士通と理研「量子RQC-富士通連携センター」が、2023年の64量子ビット機の技術をもとに拡張した256量子ビットの超伝導量子コンピュータを発表。国産では最大級の量子ビット数で、2026年度中に1000量子ビット機を目指すとしている。

2025年7月28日 ── 大阪大学QIQB主導の「純国産」機が稼働（別系列）

大阪大学QIQB、理研、ULVAC、ULVACクライオジェニクス、e-trees.Japan、QuEL、QunaSys、TIS、SECなど10機関が参加し、希釈冷凍機など周辺機器まで国産化した「純国産」超伝導量子コンピュータが稼働。将来的に144量子ビットを目標とし、稼働開始時点では28量子ビットが動作確認済み。ソフトウェアも国産オープンソース（OQTOPUS）で統一。

2026年3月26日 ── 「叡-Ⅱ」運用開始

理研RQC×大阪大学QIQBの系列で、144量子ビットの「叡-Ⅱ」がクラウドサービスを開始。「叡」と並行運用。

⚠ 整理しておきたいポイント

• 「叡-Ⅱ」の144量子ビットは、国産量子コンピュータの中で最大ではありません。富士通×理研の系列は2025年4月の時点で256量子ビットに達しています未査読
• 「純国産」機（2025年7月）と「叡-Ⅱ」（2026年3月）は、どちらも理研・大阪大学QIQBが関わりますが、公式発表を比較した限り別系列のプロジェクトと見るのが妥当です。両者の関係を明記した一次資料は見つかりませんでした未確認
• 量子ビット数の大小だけでなく、「どれだけ国産技術で作られているか」「どれだけ誤りが少ないか」「クラウドでどれだけ使われているか」も、それぞれのプロジェクトが重視する指標として違います

系列	主な担い手	量子ビット数	特徴
叡 → 叡-Ⅱ	理研RQC × 大阪大学QIQB	64 → 144	クラウドサービスを継続提供。富岳との連携実績あり
富士通×理研	量子RQC-富士通連携センター	64 → 256（2025年4月）→ 1000目標（2026年度）	企業向け提供を重視。国産最大の量子ビット数
「純国産」機	大阪大学QIQB主導、10機関	144目標中28稼働（2025年7月）	冷凍機・ソフトまで含めた技術的自立を重視

4. 量子コンピュータは単独で使わない：富岳との「量子-HPC連携」

量子コンピュータは、すべての計算を1台でこなす機械ではありません。理研は、スーパーコンピュータ「富岳」と量子コンピュータ「叡」を組み合わせて使う量子-HPC連携プラットフォームを2024年5月に発表しています。

▼ 富岳と叡の連携のしかた

🖥️
富岳
（スーパーコンピュータ）
多数の計算を並列に実行

⇄
ネットワーク通信

🧊
叡 / 叡-Ⅱ
（量子コンピュータ）
極低温の専用環境で量子計算を実行

超伝導量子コンピュータは絶対零度近くまで冷やす必要があるため、富岳の中に組み込むことはできません。そこで研究チームは、「叡」のクラウドサービスを管理するサーバーに、富岳側から計算をリクエストするソフトウェアを導入し、富岳で動くプログラムから呼び出せるようにしました。

実証実験では、量子回路のクラスタリング計算のうち25回路を量子コンピュータ側にオフロードし、富岳側で並列にリクエストを送る方式を試しました。並列化しない場合と比べ、5並列にすることで約30%の高速化を確認しています。未査読

この連携基盤は「叡」で実証されたものです。「叡-Ⅱ」でも同じ仕組みが使われる可能性は高いと考えられますが、叡-Ⅱ固有の連携実績を明記した一次資料は、今回の調査では見つかりませんでした。未確認

5. 「誤り訂正の壁」：なぜまだ発展途上なのか

現在の量子コンピュータが抱える最大の課題はエラー（誤り）です。量子ビットは外部のわずかな振動・電磁波・温度変化にも敏感で、計算中に情報が崩れてしまいます。この崩れを防ぐには、複数の物理的な量子ビットを束ねて1つの「誤りに強い論理量子ビット」を作る量子誤り訂正が必要です。

ただし、束ねる量子ビットの数が多いほど、誤り訂正の性能は上がりますが、必要な物理量子ビット数も増えます。理研RQCの後藤隼人氏は2024年9月、従来より少ない量子ビットで高い性能を出せる新しい符号「多超立方体符号」をScience Advances誌（査読済み）に発表しました。2次元の符号では約44%、3次元では約30%という高い符号化率を実現し、従来の代表的な符号（それぞれ約6%、1.6%）より効率的だとしています。査読済み

また、2024年度に向けた開発報告では、量子ビットの状態を読み取る際の「読み出しエラー率」を従来の2〜3%から1.2%まで下げ、単一量子ビットの実験では0.3%まで下げられたと報じられています。誤り耐性には1%弱の読み出しエラー率が必要とされており、着実に目標へ近づいている段階です。これは叡-Ⅱの確定した性能値ではなく、開発過程で報告されたマイルストーンとして扱うべき数字です。未査読

NISQ（エラーあり中規模量子）という現在地
叡・叡-Ⅱのような現在の量子コンピュータは、完全な誤り訂正を実装する前のNISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）段階にあります。量子ビット数を増やしながら、エラーを少しずつ減らしていくのが2020年代後半の共通テーマです。

6. 化学計算への期待：まだ「これから」の分野

量子コンピュータへの期待が大きい応用分野の1つが化学計算です。分子の中の電子の振る舞いは量子力学そのものなので、量子ビットを使ったシミュレーションが向いていると考えられています。

日本の量子ソフトウェア企業QunaSysは、量子コンピュータ向けの化学計算アルゴリズム（QSCI）やオープンソースのソフトウェア基盤（QURI Parts、QURI SDK）を開発し、新しい材料や触媒の探索への応用を目指しています。QunaSysは、理研・大阪大学などが参加する前述の「純国産」量子コンピュータのプロジェクトにも参加企業として名を連ねています。未査読

ただし、今回の調査では、「叡-Ⅱ」自体を使った具体的な化学計算の成果を示す一次資料は見つかりませんでした。現時点では「将来の応用が期待される分野」というレベルで捉えるのが正確です。未確認

7. 世界の動向との比較：IBM・Google・中国

量子コンピュータの開発は国際競争になっています。超伝導方式に限って、2025〜2026年の主な動きを並べてみます。

開発主体	プロセッサ	量子ビット数	発表時期	主な内容
理研×大阪大学	叡-Ⅱ	144	2026年3月	クラウドサービス開始
IBM	Nighthawk	120	2025年11月	2026年末までに「量子優位性」実証、2029年に誤り耐性量子コンピュータを目標
Google	Willow	105	2024年12月	量子ビットを増やすほど誤り率が指数関数的に下がる「below threshold」を実証（Nature掲載）
中国・USTC	祖冲之3.0	105	2025年3月	ランダム回路サンプリングでGoogle Willowより計算が速いと主張

IBMは2025年11月の発表で、新型プロセッサ「Nighthawk」（120量子ビット、218個の可変結合器）を公開し、2026年末までに広い研究コミュニティに認められる「量子優位性」の実証、2029年までに世界初の大規模・誤り耐性量子コンピュータの実現を目標に掲げています。未査読

Googleは2024年12月、105量子ビットの「Willow」で、3×3→5×5→7×7とグリッドを拡大するたびに誤り率が半分になる現象を確認したと発表しました。これは量子誤り訂正の理論が1995年に提案されて以来の目標とされてきた成果です。あわせて、ランダム回路サンプリングという特定の計算で、最速級のスーパーコンピュータなら10septillion（10の25乗）年かかる計算を5分未満で終えたと主張しています。査読済み（Nature掲載。企業発表の数値は独立検証が限定的）

⚠ 量子ビット数だけで優劣を決めない
量子ビットの「数」は目立つ指標ですが、量子ビット同士のつながり方（接続性）、誤り率、使えるソフトウェアの充実度によって、実際に解ける問題の幅は大きく変わります。「叡-Ⅱの144量子ビットはIBMのNighthawk（120量子ビット）より多い」という比較だけで性能の優劣を語ることはできません。確立

まとめ

• 理研RQC×大阪大学QIQBは2026年3月26日、144量子ビットの超伝導量子コンピュータ「叡-Ⅱ（えい・ツー）」のクラウドサービスを開始した
• 2023年の初号機「叡」（64量子ビット、53量子ビットで稼働開始）の後継機で、両機は並行運用されている
• 日本の国産量子コンピュータは1系列ではなく、叡系列、富士通×理研系列（256→1000量子ビット目標）、「純国産」機の3系列が並行して進んでいる。叡-Ⅱの144量子ビットは国産最大ではない
• 超伝導量子コンピュータは単独で使うのではなく、「叡」はスーパーコンピュータ「富岳」とネットワークで連携し、5並列化で約30%の高速化を確認している
• 誤り訂正は今も最大の課題。理研は「多超立方体符号」という査読済みの新しい誤り訂正符号を発表し、読み出しエラー率を段階的に下げてきている
• 化学計算への応用は期待は大きいが、叡-Ⅱ固有の具体的成果はまだ確認できない。今後の可能性として見るのが正確
• 海外ではIBM（Nighthawk、2029年誤り耐性目標）、Google（Willow、below threshold実証）、中国（祖冲之3.0）が競い合っている。量子ビット数だけで優劣は決まらない

Never Give Up
2023年、国産量子コンピュータの初号機は64個のうち11個が不安定なまま、53量子ビットで動き出しました。完璧ではない状態からのスタートです。それでも理研の研究チームは、読み出しエラー率を2〜3%から1.2%へ、さらに0.3%へと一歩ずつ下げ、より効率の良い誤り訂正符号を考案し、3年後には144量子ビットの「叡-Ⅱ」へとたどり着きました。富士通との系列、大阪大学主導の「純国産」の系列も、それぞれ違う道から同じ目標に向かって進んでいます。完成形ではなく、発展の途中であることを隠さずに歩み続ける姿勢そのものが、次の一歩を生み出しています。

参考

• 理化学研究所：144量子ビット国産量子コンピュータ「叡‐Ⅱ」の量子計算クラウドサービスを開始（2026年3月26日）
• EE Times Japan：144量子ビット国産量子コンピュータ「叡-II」運用開始：理研と大阪大
• EE Times Japan：国産超伝導量子コンピュータ初号機が稼働（2023年3月）
• 文部科学省：国産量子コンピュータ初号機の愛称「叡」決定について
• 理化学研究所：スーパーコンピュータ「富岳」と量子コンピュータ「叡」の連携（2024年5月10日）
• 理化学研究所：新たな量子誤り訂正符号「多超立方体符号」を提案（2024年9月5日、Science Advances）
• 理化学研究所：「純国産」量子コンピュータ、7月28日稼働（2025年7月28日）
• 大阪大学 resou（英語）：Japan launches fully domestically produced quantum computer
• MONOist：富士通と理研、256量子ビット超伝導量子コンピュータを発表（2025年4月）
• IBM Newsroom：IBM Delivers New Quantum Processors, Software, and Algorithm Breakthroughs（2025年11月12日）
• Google公式ブログ：Meet Willow, our state-of-the-art quantum chip（2024年12月9日）

2026年10月17日時点の情報です。量子コンピュータの分野は動きが速いため、最新情報は各機関の公式発表を確認してください。