動画あり：「京大知の森」開催リポート～量子力学誕生から100年。なぜ、いま「量子」研究なのか？

京都大学成長戦略本部で実施している公開講座「京大知の森」。
京大の「知」を広く発信する公開講座として、学内外どなたでも参加できる講座です。

大学の知や教養に触れたい方、これから学びたい・学び直したい方にもご好評いただいています。

今回、2025年12月14日に開催された知の森のテーマは、「量子科学技術の現在地 ― 0でも1でもない未来へ」。
「量子」と聞いて、皆さんは何を思い浮かべるでしょうか？― 難しそう、SFっぽい、シュレーディンガーの猫？「量子コンピューター」や「量子暗号」といった言葉を耳にしたことのある方も多いかもしれません。
かつてアインシュタインを悩ませた極小の世界の不思議な法則は今、私たちの生活を具体的に変える技術へ進化しようとしています。
本リポートでは、いま注目を集める量子科学技術の研究について、当日のハイライトと講演動画（リンクは本文中）と合わせご紹介します！

■はじめに：企画背景

成長戦略本部では、大学の研究成果を社会に還元し、産官学連携やスタートアップ支援も含め、実装へとつなげるサポートを多角的に行っています。
今回の知の森は、量子力学誕生100周年の節目に合わせ、かつての抽象的な理論がいかに現実の社会へのインパクトへと姿を変えつつあるのか、研究と社会実装の動向の最前線を皆様にお届けしたいという想いから企画しました。
ご登壇いただいたのは、京大で量子の研究をリードする先生であり、まさに研究から社会実装の現場までを牽引するお二人です。

■講演１：光の粒を操る？「光量子センシング」の世界（竹内繁樹教授）

最初の講師は工学研究科の竹内繁樹教授。2025年に政府の量子技術イノベーション拠点にも認定された「附属光量子センシング教育研究センター」のセンター長や、「光量子センシング社会実装コンソーシアム」の代表も務められています。

講演のテーマは、光の素粒子である光子（こうし）について。
まずは「光とは何か？」という歴史のお話から。かつてホイヘンスは「光は波だ」、ニュートンは「光は粒だ」として対立しました。現代の答えは…「波の性質を持った粒（光子）の集まり」。しかも、1つの光子が「右の道」と「左の道」を同時に通るという、不思議なことが起こります（重ね合わせ状態）。
その後、大阪・関西万博での「京大万博量子展示」の様子も追体験しながら、「量子もつれ」や「量子干渉」といった光子の不思議な性質が紹介されました。

 ※参考：大阪・関西万博での展示概要https://photonsensing.org/kuexpo/about.html

・社会実装に向けた現状―「見えないもの」を見る技術👀

この不思議な性質を使い、先生のチームが研究を進めているのは「光量子センシング」。例えば「量子赤外分光」をはじめ、社会実装に向けた動きが進んでいます。
物質の成分を調べる赤外線を見るには、大型で要冷却の検出器が必要。しかし、「量子もつれ光」を使えば、より小型・高分解能の可視光（目に見える光）の検出器で、赤外線を見ていないのに赤外線の情報がわかってしまうのだとか！竹内先生によると、皆さんのスマホの中にこの技術が搭載される未来も近いかもしれません。
 
🎥 竹内先生の講演動画本編はこちら👇 万博展示のキャラクター「ミツコ」による解説もわかりやすく必見です！

■講演2：基礎研究から世界をめざすスタートアップへ。量子コンピューターの世界（高橋義朗教授）

続いて、理学研究科の高橋義朗教授による講演。高橋先生は、レーザーを使って原子を極限まで冷やす冷却原子研究のパイオニアです。
演題は「冷却原子方式量子計算と量子シミュレーション：基礎研究から社会実装へ」。

・そもそも量子コンピューターとは？

現行のコンピューターが「0か1か」で計算するのに対し、量子コンピューターは「0でもあり1でもある」状態を使って超並列計算を行います。
高橋先生によると、その特徴は「ある種の問題を非常に早く計算することができる」マシン。ある種の問題とは、例えば膨大な桁数の素因数分解や、量子化学計算など。前者では、今のインターネットで使われているRSA暗号などが瞬時に解かれてしまう一方で、後者では機能性物質開発や、人工光合成や人工窒素固定など、将来のエネルギー問題にも応用可能性があるとのこと。

・講演動画を観る前に

講義本編はなかなか難解（！）のため、少し予備知識を。重要なキーワードを筆者からざっくり解説します。

・原子を並べて計算する？ 冷却原子方式量子コンピューター

量子計算の理論を踏まえ、いま世界中で量子コンピューターの開発競争が起きていますが、高橋先生が挑むのは「冷却原子方式」。レーザー光を使って原子を極限まで冷やし、「光ピンセット」で原子を1つずつ空中に並べて計算に使います。
配線が密集し熱を帯びやすい超電導方式と違い、空中に原子を配置するので、数を増やしやすい（＝大規模化しやすい）のが特徴。講演では、6,000個以上もの原子が整列している様子などが紹介されました。

なお、この研究成果と分子科学研究所の研究成果を組み合わせ誕生したスタートアップ企業が、前述のYaqumo。
京大グループのベンチャーキャピタルである京都iCAPの客員起業家（EIR）がリーダーとなり、研究を社会へつなぐ情熱が集まって生まれたプロジェクトです。大規模誤り訂正機能を備えた量子コンピューターの開発・実用化に向けて開発を加速させています。

 🎥 高橋先生の講演動画本編はこちら👇

■最後に：「0でも1でもない未来」へ

講演後は、両先生による対談と質疑応答。
「量子コンピューターができたら半導体のコンピューターは不要になる？」「研究開発におけるボトルネックは？」「AIとの関係は？」といった質問や将来の展望にも、それぞれの見地から回答されています。

参加者からは、「最先端の技術開発に励むトップクラスの研究者の話を直接耳にすることができ大変有意義だった」といった感想が寄せられました。
 
「0か1か」という限界を超えた先には、私たちがまだ想像もつかないような「0でも1でもない未来」が待っているのかもしれません。
ぜひ、動画で京大の「知の森」に触れてみてください！
 
🎥 講師対談・質疑応答の動画本編はこちら👇

 🎥 KyotoU Channelの京大知の森特集ページはこちら👇