2025年度未踏ターゲット事業(量子コンピューティング技術を活用したソフトウェア開発分野)採択プロジェクト概要（藤原PJ）

1．担当プロジェクトマネージャー

• 山本 直樹（慶應義塾大学 量子コンピューティングセンター センター長／理工学部 物理情報工学科 教授・博士（情報理工学））

2．採択者氏名

• 藤原 進太郎（横浜国立大学 大学院理工学府 数物・電子情報系理工学専攻）

3．採択金額

• 3,960,000円

4．プロジェクト名

• 量子信号処理を活用した大規模組合せ最適化手法の開発

5．応募部門

• ベーシック部門

6．応募枠

• 通常枠

7．関連Webサイト

• なし

8．申請プロジェクト概要

近年、組合せ最適化問題に対する量子コンピューティング技術の応用が期待される中、解の最適性を保証しつつ全探索の計算量を平方根オーダーに削減できるグローバー適応探索（GAS; Grover Adaptive Search）が注目されている。しかし、従来のGASでは、量子回路内のアンシラビット増加や回路深度の拡大により、大規模組合せ最適化問題への適用が困難になるという懸念がある。そこで本プロジェクトは量子信号処理（QSP; Quantum Signal Processing）を活用し、GASのオラクル回路を改良することで、アンシラビット使用量と回路深度の増加を抑制する手法を開発する。さらに、改良手法の性能を理論的に評価するとともに、GASのシミュレーションを高速実行可能なシミュレータをOSSとして開発・公開することで、GASに関連した研究領域の発展を促すことを目指す。

9．採択理由

量子信号処理とは、様々な量子アルゴリズムのメカニズムに統一的設計指針を与える数学的道具です。
本プロジェクトでは、組合せ最適化問題を解く量子アルゴリズムにこの道具を応用することで、アルゴリズムのさらなる効率化を行うとともに、ソルバーの提供まで行います。本プロジェクトは組合せ最適化問題に新しい見方を与える可能性を秘めており、この分野のブレイクスルーを目指して私も全力で伴走いたします。