彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと
伝えられる招と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時代の井伊
軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと）と兜（かぶ
と）を合体させて生まれたキャラクタ－。
【季語と短歌：11月9日】
突然の打ち上げ花火秋深む 
高山 宇 （赤鬼）
⬛ デブリ、初の取り出し成分分析し廃炉工程検討・福島第一
７日、東京電力は福島第一原発２号機の溶け落ちた核燃料（燃料デブリ）
の試験的な取り出しを完了したと公表。燃料デブリを取り出したのは、
２０１１年の原発事故後初めて。成分や構造を分析し、今後の取り出しや
保管方法の検討に生かすという。東電はこの日、原子炉格納容器の外側に
設けた「隔離箱」から、燃料デブリが入った容器を出した。現場で、この
容器をさらにバケツ型の専用容器に収め、取り出し作業が完了。採取した
燃料デブリの大きさは5ミリ以下。5日の測定では、20センチの距離で放射
線量は毎時約0.2ミリシーベルトだった。今後、茨城県大洗町にある日本
原子力研究開発機構の施設に運び、成分などを分析する。（朝日新聞）
福島第一原発2号機では、事故で溶け落ちた核燃料と周囲の構造物が混ざ
り合った核燃料デブリの試験的な取り出し作業がことし9月から行われた。
福島第一原発の1号機から3号機の格納容器の内部にはあわせておよそ880
トンの核燃料デブリがあると推定されていて、その取り出しは「廃炉最大
の難関」とされ、東京電力は、今後の分析で得られるデータは本格的な取
り出し工法の検討に欠かせないとしていて、廃炉を新たな段階に進めるこ
とができるか注目されている。（NHK）
⬛ 立民 独自経済対策 総額7兆4,000円規模
7日、政府・与党が新たな経済対策を検討する中、立憲民主党は独自の対
案として、能登半島の復旧・復興支援や、社会保険料の負担に関わる「年
収130万円の壁」の見直しなどを盛り込んだ、総額7兆4000億円規模の経
済対策をまとめた。衆議院選挙で議席を大幅に増やした立憲民主党は、政
権担当能力を示すためにも政策の実現性を高めていく必要があるとして、
独自の経済対策をまとめた。（NHK）
この中では、能登半島の復旧・復興を加速するため最大300万円が支給さ
れる「被災者生活再建支援金」を増額するとともに、公費解体の対象とな
る建物を、全壊や半壊だけでなく、準半壊や一部損壊にも拡大するなどと
している。
また、厚生年金が適用されていない企業などで働く人が、年収130万円を
超えると扶養を外れて国民年金などの保険料負担が生じる「130万円の壁」
を見直し、年収200万円までの人を対象に、保険料負担を穴埋めする給付
を行うとしています。さらに、公立小中学校の給食費の無償化なども盛り
込んでいて、対策の規模は総額で7兆4000億円程度になるとしている。
◾「卵が先かニワトリが先か」問題の答えが判明？！
古来から哲学的な問いとして、原因と結果が循環してしまうような状況を
「卵が先かニワトリが先か」と呼ばれ、これはあくまでも例えなのだが、
生物学の世界では実際にどっちが先なのかについて昔から議論が重ねられ
ている。そんな中、ジュネーブ大学の研究チームが「卵が先である可能性
が高い」と主張する論文が提出された。「卵が先かニワトリが先か」問題
は2000年以上にわたる人類を悩ませてきた難問、2024年にはこの問題の
議論で白熱し、殺人事件が発生するほど。古くは紀元前4世紀頃に哲学者
のアリストテレスが「この問題は無限の連続である」と論じ、1世紀頃に
ギリシアの哲学者プルタルコスが哲学的な問いとして自著に記し、「世界
には始まりがあったかどうかという重大な問題である」という。
ジュネーブ大学の研究チームは、2017年にハワイ周辺の海底堆積物から発
見された単細胞生物のChromosphaera perkinsiiを研究。この生物は10億
年以上前に動物の進化系統から分岐し、単細胞生物から多細胞生物に移行
した謎の答えが眠っているのではと考えられていた。
研究チームは、Chromosphaera perkinsiiの細胞が最大サイズに達すると、
それ以上成長せず分裂し、動物の初期胚発生段階に類似した多細胞コロニ
ーを形成するとした。このコロニーはライフサイクルの約3分の1にわたっ
て持続し、少なくとも2つの異なる細胞タイプを含むという特徴を示した。
以下はChromosphaera perkinsiiが多細胞コロニーを形成し。赤い部分が
細胞膜で、青い部分はDNAを含む核に当たる。
Chromosphaera perkinsiiは単細胞生物ですが、この特徴は地球上に最初
の動物が出現するずっと前から多細胞の調整と分化のプロセスがすでに存
在することを示すとジュネーブ大学のオマヤ・ドゥディン准教授が話し、
さらに遺伝子活性の分析により、これらのコロニーは動物の胚で観察され
るものと興味深い類似性を持っていることが明らかなった。結果、胚発生
の原理が動物の出現以前から存在していたか、あるいはChromosphaera
perkinsiiが独立し多細胞発生のメカニズムを進化させた可能性を示唆、研
究チームは「複雑な多細胞発生を制御する遺伝的プログラムがすでに10億
年前から存在していたかもしれない」と話し、今回の結果にしたがうと、
自然は『ニワトリを発明する』よりはるか前に『卵を作る遺伝的ツールを
持っていた』ことになり、「卵が先」である可能性が高いという。
【掲載誌】
1.The egg or the chicken? An ancient unicellular says egg! - Medias - UNIGE
https://www.unige.ch/medias/en/2024/loeuf-ou-la-poule-un-unicellulaire
-ancestral-dit-loeuf
2.A multicellular developmental program in a close animal relative | Nature
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08115-3 （via Gigazine）
⬛ 新方式の量子コンピュータを実現
～世界に先駆けて汎用型光量子計算プラットフォームが始動～
11月8日、理化学研究所らの研究グループは、新方式の量子コンピュータ
の開発に成功した。これは世界に先駆けた汎用型光量子計算のためのプラ
ットフォームとなる。量子コンピュータは量子力学の原理を計算に利用す
ることで、さまざまな問題が超高速で解けると期待され、世界中で激し
い開発競争が行われています。理研量子コンピュータ研究センタでも2023
年に超伝導方式の量子コンピュータを公開。
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日本発、世界初となる驚異の量子コンピューターの実現が、秒読み段階に
入った。光を使った独自の方式により、量子コンピューター開発のトップ
を走る著者が、その仕組みと理論を徹底解説。スーパーコンピューターを
はるかに凌ぐ高速計算と低消費電力を両立させる量子コンピューターの実
現へ向けて、現在、さまざまな方式が模索されている。世界中で競争が激
化する中、圧倒的な勢いを見せるのが、光を使った量子コンピューターの
研究だ。革新的な光量子コンピューターが完成する日は、もう間近に迫っ
ている。
第１章 量子の不可思議な現象
第２章 量子コンピューターは実現不可能か
第３章 光の可能性と優位性
第４章 量子テレポーテーションを制する
第５章 難題打開への布石
第６章 実現へのカウントダウン
著者等紹介
古澤明［フルサワアキラ］物理学者。１９６１年、埼玉県生まれ。１９８４
年、東京大学工学部物理工学科卒業。１９８６年、同大学大学院工学系研
究科物理工学専攻修士課程修了、株式会社ニコン入社。東京大学先端科学
技術研究センター研究員、カリフォルニア工科大学客員研究員、東京大学
大学院工学系研究科助教授を経て、２００７年から東京大学大学院工学系
研究科教授
量子コンピュータが本当にわかる！
第一線開発者がやさしく明かすしくみと可能性
Googleが「量子超越性」の実証を発表するなど、量子コンピュータ周辺の
ニュースが世間を騒がせるようになってきた。一方で、華々しい話を強調
しすぎるあまり、量子コンピュータに得体のしれないひみつ道具のような
イメージが広がり、実体をきちんと知りたい人にとって必要な情報はあま
り提供されていません。
本書は現場を知り尽くした開発者が、詳しく知りたい読者に向けて、量子
コンピュータもあくまで現代のコンピュータの考え方をベースに発展させ
たコンピュータの一種であることや、どこにどう量子の性質が使われてど
ういう場合に計算が速くなるのかなどを、かみくだいて解説。また、現在
実際に開発が進められている量子コンピュータについて、その種類や長所・
短所、将来の展望などを述べます。量子コンピュータに興味を持たれた方
の、最初の1冊としておすすめ。
目次
第１章 量子コンピュータとは？
第２章 量子力学の最も美しい実験から探る量子コンピュータの正体
第３章 量子コンピュータの計算の仕組み
第４章 量子コンピュータはなぜ計算が速いか？
第５章 量子コンピュータの実現方法
第６章 光量子コンピュータ開発現場の最前線 著者概歴：武田 俊太郎
１９８７年東京生まれ。東京大学大学院工学系研究科准教授。専門は量子
光学・量子情報科学。日本における数少ない量子コンピュータの開発者。
東京大学大学院工学系研究科博士課程修了後、分子科学研究所での職を経
て、２０１９年より現職
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今回、共同研究グループは、光方式による新型量子コンピューを開発。光
方式では、従来の量子コンピュータと比べて高速かつ大規模な量子計算が
可能になると期待、これまで困難であった計算課題の解決など、量子コン
ピュータ研究を新たなステージに進める。今回開発した光量子コンピュー
タは、インターネットを介したクラウドシステムから利用可能となってい
る。当面は共同研究契約を通じた利用となるが、今後、国内の量子計算プ
ラットフォームの利用拡大、量子コンピュータのユースケース（活用法）
の創出、国内量子産業の発展と国際競争力の向上に寄与すると期待される。
量子コンピュータの実現方式には、超伝導、中性原子、イオン、シリコン、
光など、多様な候補があり熾烈（しれつ）な競争が行われています。この
中で、光方式の量子コンピュータは、以下のことから非常に有望な候補の
一つと考えられています。
(1) 計算のクロック周波数（動作周波数）を数百テラヘルツ（THz、1THz
は1兆ヘルツ）という光の周波数まで原理的には高められる
(2)他方式と違いほぼ室温動作が可能
(3)光多重化技術[4]によりコンパクトなセットアップで大規模計算が可能
(4)光通信と親和性が高く量子コンピュータネットワークの構築が容易と考
えられる
✳️特に光通信で培われた超高速光技術が、光量子コンピュータにとって非
常に有用なアセット（資源）であり大きなアドバンテージになる
【方法と成果】今回整備された光量子コンピュータは、時間分割多重化手
法を用いた測定誘起型[5]のアナログタイプの量子コンピュータ。ここで
アナログタイプの量子コンピュータとは、ビットではなく連続的な量で
表される量子を基にした連続量（アナログ）量子コンピュータ[6]を指しま
す。具体的には光波の振幅値[7]が情報のキャリア（搬送媒体）となる。
これに時間分割多重と測定誘起型の手法を組み合わせることにより、大規
模かつ効率的な量子コンピュータが実現します。測定誘起型量子コンピュ
ータでは、量子テレポーテーションの繰り返しによって計算が実行される。
これは2013年に古澤チームリーダーらのグループにより明らかにされる。
量子テレポーテーションは、量子の情報を量子もつれと呼ばれる量子的な
相関を介し遠隔地に転送する手法であり、1998年に古澤チームリーダーら
によって世界で初めて条件なしで実験的に実証。
この量子テレポーテーションの概念図が図1です。量子テレポーテーション
は、量子操作として考えると一つの量子状態を入力しそのまま出力される
恒等操作でしかありませんが、測定の部分に変更を加える（測定基底の変
更[8]を行う）ことで、恒等操作ではないさまざまな量子操作を実現するこ
とができる。測定誘起型の手法では、まず大規模な量子もつれを生成し、
それに対して測定を介して量子テレポーテーションを繰り返し実行し、マ
ルチステップの量子操作を実現する。
図1 量子テレポーテーション
量子テレポーテーションは、入力の量子が持つ情報を、量子もつれを介し
出力へと伝送する手法。入力と量子もつれは50:50（50％反射、50％透過）
のビームスプリッター（青の長方形）で重ね合わされ、その後測定される。
測定値は電気信号として出力側に伝送され、量子操作D^が実行されること
で、量子テレポーテーションが完了する。ここで、測定基底（θ1およびθ2）
の変更を行うことで、入力に対して多様な量子操作を実現できる。測定誘
起型量子コンピュータでは、量子もつれを大規模に生成して、その測定を
介して量子テレポーテーションを繰り返し実行する。
測定誘起型量子コンピュータでは、大規模な量子もつれの生成が重要。
光の進行波としての性質と時間分割多重化手法を活用する。図2は光量子
コンピュータ実機の光学装置の概略図。この構成は2016年のAlexander
とMenicucciによる提案に基づく。まず四つの量子リソースデバイスA～D
がある。これは光パラメトリック増幅器と呼ばれるデバイスで、量子的性
質を持つ光、スクイーズド光[9]を生成する。スクイーズド光とは、光の持
つ量子揺らぎが圧搾（スクイーズ）された光で、量子もつれを生成するた
めに必要。このスクイーズド光が連続的に進行波として生成されますが、
これを時間的に区切って光パルスとして扱う。
二つのスクイーズド光パルスが50％反射ビームスプリッター[10]で重ね合
わされることによって、A-B間およびC-D間にそれぞれ2者間量子もつれが
連続的に生成されます。次に、B、Dの光路にそれぞれ光パルス一つ分、
光パルスN個分の遅延を与えます。これにより、2者間量子もつれが異な
る時間に分配されます。同時刻に存在する四つの光パルスをワンセットと
してマクロノードと呼ぶ。
図2 光量子コンピュータ光学装置概略図
A、B、C、Dは光パラメトリック増幅器を表す。このデバイスから、量子
揺らぎが圧搾された光（スクイーズド光）が出射される。これを時間Δt
で区切り、光パルスとして扱う。二つの光パルスが50％反射ビームスプリ
ッター（青の長方形）で重ね合わされると、A-B間、C-D間にそれぞれ2者
間量子もつれが次々と生成される。その後、Bの光路では光パルス一つ分
（Δt）、Dの光路では光パルスN個分（NΔt）をそれぞれ遅延させる。そ
の結果、2者間量子もつれが異なる時間に分配される。これを複数の50％
反射ビームスプリッターで重ね合わせてから測定することで、テレポーテ
ーションベースの量子操作が実行される。量子操作に応じて、光パルスご
と（kはパルスの番号）に測定基底（θak,θbk,θck,θdk）を変更する。光遅
延がパルスN個分であることからマクロノードが周期Nの構造を持つ。
並べ替えを行うと図3（a）のように量子もつれが時間的に格子上の広がり
を持つ構造であることが分かる。この格子状に広がった量子もつれが光量
子コンピュータの計算リソースとなる。特に、この量子もつれのサイズは、
光遅延路で決まるNと経過時間で決まるため、時間をかけることでいくら
でも大きな量子リソースが利用できる。
図3 時間領域で多重化された量子もつれとそれを用いた量子計算
がっている（多重化されている）ことが分かる。これが量子コンピ
ュータの計算のリソースになる。量子もつれのサイズ、すなわち計
算のリソースは、時間をかければかけるほど大きくなる。
各マクロノードに対してテレポーテーションベースの量子操作を行
うことで、多入力に対して多段階の量子操作を実行する
図4左は基幹部であるNTT先端集積デバイス研究所作製の光パラメトリッ
ク増幅器です。周期分極反転ニオブ酸リチウム導波路であり、極めて広い
帯域（約6THz）と、高いスクイージングレベル（最大8デシベル（dB）程
度）を両立しています。光のパルス幅は時間的には10ナノ秒（1ナノ秒は
10億分の1秒）、空間的には3m相当に設定され、これは100メガヘルツ（
MHz、1MHzは100万ヘルツ）のクロック周波数に対応します。このパル
ス幅は、現状の光測定器とそれにつながる電子機器の帯域で決定される。
図4 光パラメトリック増幅器とプログラマブルロジックデバイス
(左)NTT先端集積デバイス研究所作製の光パラメトリック増幅器。 (右)光測定器のコントロールと測定値のデータ収集を行うプログラマブルロジックデバイス。
図4右は光測定器のコントロールと測定値のデータ収集を行うプログラマ
ブルロジックデバイス[11]です。このデバイスは100MHzの周期で電気パ
ルスを生成し光の測定基底を高速で操作します。これにより所定の量子操
作を各マクロノードに行うことになる。
図5. クラウドシステムの構成
ユーザーは量子回路をデザインしクラウドへ送信する。クラウド上で量子
回路は実機パラメータへ変換され、光量子コンピュータ実機へと送られ、
量子操作を実行する。ユーザーは実行結果をクラウド経由で受け取る。本
光量子コンピュータでは、連続変数の線形変換が可能であることにより連
続量の最適化問題などへの応用や、非線形変換の機能を導入すとでニ
ューラルネットワークなどへの応用も期待されます。
【展望】
今回、光量子コンピュータとそのクラウドシステムを実現しました。これ
により、光量子コンピュータの開発と、金融・医療・材料科学・機械学習・
最適化問題などのユースケース探索が大きく進展することが期待されてい
る。今後、光量子コンピュータを真に実用的なものとするため、⓵多入力
化、②超高速化、⓷非線形操作の導入、④アプリケーションの探索、とい
った課題を解決する予定とか、将来的には誤り耐性のある大規模汎用量子
計算機の実現を探求である。
【脚注】
1. 量子コンピュータ：量子力学の原理を利用した、現在の（古典）コンピ
ュータとは異なる方式で動くコンピュータ。古典コンピュータとは動作原
理が異なるため、特定の問題を超高速で解けることが知られている。例え
ば、量子系の効率的なシミュレーションや素因数分解などの問題が高速に
解けると期待されている。
2.光方式：従来の古典コンピュータでは、電気信号によって表される情報
が半導体プロセッサによって処理される。光方式では、光が情報の担い手
となる。光の光子数、偏光、振幅などさまざまな光の物理量を用いる方式
がある。
3．量子もつれ、量子重ね合わせ：量子力学の特徴的な現象の中でも、特
に量子コンピュータで重要になるもの。量子もつれとは、量子の間に存在
し得る非局所的な相関であり、量子重ね合わせとは、量子が、異なる状態
を同時に取ることを指す。どちらも日常感覚とは相いれない量子の世界特
有の現象である。
4．光多重化技術：複数の光信号を一つの伝送路で同時に送信する技術。
異なる波長の光に異なるデータを割り当てる波長分割多重、時間を分割し
て異なる時間に異なるデータを割り当てる時間分割多重などがある。
5. 測定誘起型：測定誘起型の量子コンピュータは2001年にRaussendorf
らによって提案され、2006年にMenicucciらによってアナログ量子コンピ
ュータへ拡張された。2013年には、古澤チームリーダーらのグループが、
測定誘起型量子コンピュータに向けた大規模量子もつれの生成に成功し、
さらに2019年に汎用性を持つ大規模量子もつれの生成、2021年に簡単な
量子計算のデモンストレーションにそれぞれ成功。今回の光量子コンピュ
ータはそれらの成果に基づいたものであり、より汎用的かつ大規模な量子
計算が可能となっている。（今日はこのぐらいで切り上げ）
この項つづく
今日の楽曲 『Autumn Leave with Breeze』
violin,cello ,piano&jazz drum
● 今日の言葉：国土開発は慎重に！⓵ 先ず、議論の枠組みが大切
大阪のギャンブル都市計画、千葉の「みんなで大家さん」など
「金を集めることが一番」でないことは米国大統領選挙が記憶に
新しい。