范淑櫻編譯
圍繞於量子技術的全球競爭日趨激烈，量子技術成為新一代科技革命與產業變革的前瞻領域。其中，在與量子電腦具有良好適性之化學計算領域的發展呈現活潑化，例如解析光合作用機制、延長電池壽命、預測或探索適切的目標化合物等諸多應用，而材料科學的突破將可望促進新形態能源、大容量電池、更輕更耐用材料等的提早問市。
雖然目前量子電腦仍有硬體效能與穩定性等研發上的困難有待克服，進而影響軟體與應用的發展進程，但預期量子電腦在軟體開發上的進展會超越硬體，代表例即為量子化學計算。由於量子電腦有助於改善材料資訊學(Material Informatics; MI)所使用之數據資料品質，預期今後從MI關鍵的龐大實驗數據中自動抽取出目標特性材料的應用發展將更為顯著。
量子技術可望帶來材料開發領域的革新，且基於落於美國、中國之後的危機感，促使過去一向在材料技術方面擁有優勢地位的日系企業積極推動數據化的事業佈局，致力於學習量子技術。然而，量子電腦的實用化預期將會落在2050年左右，日本能否在新領域建構充分發揮競爭力的市場勢將成為焦點。
在日本化學業界對量子運算(Quantum Computing)即早就予以關注並展開積極作為的是JSR公司。JSR在半導體製造用光阻劑(Resist)領域擁有高市佔率，但半導體製程日趨微細化，利用既有電腦的化學計算方式已不敷所需，光阻劑的開發面臨艱困處境，而運用高精度的量子演算法即成為JSR必然發展的方向。數年前，JSR已在IBM培育從事資料分析、推論、演算的資料科學人員(Data Scientist)，並在慶應大學量子運算中心(KQCC)常駐研究人員，且為了加速量子技術的產業化，JSR於2020年7月與IBM、三菱化學、東芝、豐田汽車、SONY、東京大學、慶應大學等共組「量子創新先導協議會(Quantum Innovation Initiative Consortium)」，主要活動內容為量子計算軟體、應用程式相關資訊交流，以及適用於日本製造技術之量子軟體資訊交流、量子電腦開發相關之基礎科學技術資訊交流。而在今年(2021)夏季，JSR則與三菱化學、東芝、富士通、日立製作所、NEC、NTT等11家企業發起「基於量子技術之新產業創出協議會」，推動研究開發與產業化並行，期達到產業應用早期實用化之目標。上述兩大組織皆以致力於量子化學計算與材料資訊學應用發展的JSR、三菱化學為核心成員發起設立。
此外，三菱化學與日本IBM、JSR、慶應大學在2021年5月利用量子電腦實機，對OLED發光材料「熱活化延遲螢光材料(Thermally Activated Delayed Fluorescence; TADF)」的激發狀態，成功地實現了高精度的計算，藉此可望有效率地開發理想的OLED發光材料。
化學業界以外的產業對於材料資訊學的關注也日漸顯著。例如擁有量子化學技術的京瓷(Kyocera)從零組件的方向推動閘型(Gate)量子電腦的活用研究，以實現工匠技術自動化為目標。學界方面，東京大學於今年6月與日本IBM共同開設了「The University of Tokyo - IBM Quantum Hardware Test Center」，將展開對今後量子電腦在應用上不可或缺之高階極低溫微波元件與俾使子系統、控制電子、超傳導量子位元(Quantum Bit)穩定運作之必要材料，以及高品質訊號傳輸必需之高頻零組件、配線等的研究開發。此外，該中心也將設置可再現大規模量子電腦動作環境之「量子系統、測試平台」，產學攜手推動量子電腦技術開發。
雖然量子電腦挾其強大運算速度與潛能，受到全球科學界與產業界的關注，但此前瞻技術的真正實現與可能帶來的商業價值，還有好長的一段路要走，預期量子電腦時代真正來臨將會在2050年左右。此外，在精確度方面，由於目前能達到的精度有限，使得要達到1,000個可用的邏輯量子位元(Logical Qubit)運算時，除錯機能所需要的實體位元數估計需要100萬個才足夠。目前量子電腦技術發展以IBM、Google最為明確，以「超導體」做出50多個量子位元的量子電腦，但可實際運用的約為30個左右；此外，慶應大學量子運算中心指出，若侷限應用於化學計算的高精度量子位元僅有2個，可見要達到實用化仍有極大的困難。
另一方面，日本政府在2021年6月發表的「成長戰略實行計畫案」中，針對量子技術等最先進領域之研究開發，明確記載將於今後5年官民合計投入120兆日圓之投資目標。再者，根據日本矢野經濟研究所的調查顯示…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。