調査報告書
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論文・特許マップで見る量子技術の国際動向

エグゼクティブサマリー

近年、量子状態を精密制御し、量子もつれや量子干渉などの量子力学特有の性質を計測・通信・情報処理などに活かす「量子技術」の研究開発が世界中で活発化している。その代表例は、量子センサ、量子通信、量子コンピュータ、量子シミュレータ、量子マテリアルである。

米国、欧州、中国が量子技術への政府研究開発投資を拡大する中、我が国においても2018年12月に内閣府が「今後イノベーションを進める上で重要な3つの分野」としてAI、バイオに並んで「光・量子」を挙げ、「量子技術イノベーション戦略」も策定された。基礎研究から社会実装まで様々なレベルでの国際競争が激化しており、我が国において量子技術の研究開発と実用化をどう推進すべきか、総合的に判断する岐路に立たされている。

我が国の科学政策・産業政策の方向性を判断する上では、論文・知財空間における技術体系の客観的・定量的な俯瞰と、それに基づく国・研究機関・著者(出願人)のポジション・得意不得意・年変化の把握と理解が欠かせない。本調査は、我が国の研究開発戦略の立案に資する基礎データとして、量子技術に関連する論文と特許をクラスタリングし、マップとして可視化することで俯瞰的に分析し、政策的含意を得ようとするものである。また同時に、量子技術の国際動向を見る上で特に注意を要する中国の研究機関・研究者について、中国語での公開情報を頼りに整理・分析することとした。これらの研究機関・研究者の重要性は論文・特許の分析からも明らかとなった。

調査の結果、論文・特許マップにおける各技術領域の相対的な位置関係から、国や機関によって得意とする量子技術が異なることを見出した。また、国別の時系列変化からは、中国における量子通信・量子暗号の論文・特許の急激な伸びと、それとは対照的な日本での特許公開数の減少が確認された。日本は相対的に量子マテリアルの分野で優位とみられた。米国は特許・論文ともに量子コンピュータ分野、とりわけソフトウェアで顕著であった。このような国ごとの発表・出願傾向は、調査前に定性的には認識されていたことだったが、本調査によってはじめて定量的に裏付けられた。

量子技術の研究開発の発展は目覚ましく、産業界や政府からの大規模な研究開発投資は多くのブレークスルーを期待させる。誤り耐性量子コンピュータや量子インターネットの実現は未だ長期的な課題と認識されているが、徐々に実験実証などが報告されてきてもいる。実用化に至るまでにはまだ多くの技術的ブレークスルーや革新的アイディアが必要であり、量子技術の研究開発に対する継続的なリソース投資を促すことが極めて重要である。本調査は、戦略的な研究開発投資の判断に必要となる量子技術の進歩を追跡するツールの一つとして、論文・特許マップとその調査・分析結果を提供するものである。

※本文記載のURLは2022年3月時点のものです(特記ある場合を除く)。