量子コンピューティングの活用に向けた布石：製造業におけるユース・ケース探索

製造プロセス

製造業における最新の製造プロセス、とりわけ機械学習を利用した多変量解析を行うケースにおいては、アナリティクスの限界が露呈しつつある。

一方、量子コンピューティングでは、古典コンピューターの性能では実現できなかった、データ内の新たな相関関係の特定やパターン認識の強化、分類の高度化を実現できる可能性がある。量子コンピューティングを機械学習と組み合わせたり、最適化に適用したりすることは、製造業の各分野に以下のような好影響をもたらすものと予想されている。

– 半導体チップの製造においては、すでに機械学習と単純な多変量解析が行われている。しかし、古典コンピューターでは計算処理上超えられない限界が存在し、より複雑な解析に必要な要因の数をそれ以上増やすことができない。量子コンピューティングなら、より多くの相互作用的な要因やプロセスを解析し、歩留まりの向上につなげられる可能性がある。

– 自動車などの構成が複雑な製品の場合、生産フローやロボットのスケジューリングは非常に複雑であり、かつシミュレーションや最適化には膨大な計算量を要する。量子コンピューティングでは、最適化処理を加速させることで、生産プロセスの最適化を“動的に”実現できる可能性がある。

– 製品機能をソフトウェアにより定義するSoftware-Definedの傾向が一層強まるにつれ、ソフトウェア開発における品質管理は、精緻なソフトウェア検査・検証、欠陥・障害分析にますます依存するようになる。最新のハイエンド車で使用されるコードの量は1億行にも及び、これは最新の民間旅客機よりも多い。将来の量子コンピューターは、現在の古典コンピューターでは評価しきれない、極めて複雑なソフトウェア・システムを分析することが可能になるだろう。

サプライチェーン

サプライチェーンは、「イベント（事象）に基づき離散的・連続的にプロセスが決定される線形モデル」から、「リアルタイムに変化する市場需要や主要部品の供給情報に基づく応答型モデル」へと移行しつつある。量子コンピューティングをインダストリー4.0のデジタル・サプライチェーンのツール・ボックスに追加すれば、意思決定のスピードの加速やリスク管理の強化により、運用コストを削減できる上に、在庫切れや生産中止による販売機会の損失をも削減できる可能性がある。量子コンピューティングは、ベンダーの注文に合わせてサプライチェーンを動的に再設計したり、変化する市場需要に基づく遅滞のない意思決定により物流網を動的に構築することで、競争優位につながる俊敏性を強化しつつ、長期的にはサプライチェーンを全面的に変革する可能性がある。

今や量子コンピューティングは、製造業の企業にとって重要な変革の手段の1つとなった。量子コンピューティングは、設計・開発、製造プロセス、サプライチェーンなど、製品に関わるすべての活動に影響を及ぼすと想定される。そのため、今他社に先駆けて採用しているアーリー・アダプターは、圧倒的な優位性を手に入れる可能性がある。

製造業の企業には、まず以下の手順から始めることを推奨したい。

1. 自社において卓越したスキルを持つプロフェッショナルの中から数名を量子推進担当者に選定し、自社の属する業界における量子コンピューティング導入の可能性を検討するよう促す。量子推進担当者は、この優先度の高い問題に専念できるよう、経営企画部門や事業部門の経営層がメンバーとなる量子ステアリング・コミッティーの直属とし、定期的に報告させる。

2. 量子推進担当者は、量子コンピューティングがどのように 機能し、自社が属する業界におけるビジネス上の課題や機会にどのように対処できるかを理解する。その上で、量子コンピューティングによって競合他社を大きくリードできる領域を見極め、具体的なユース・ケースを特定する。

3. 実際の量子コンピューター（実機）を用いて、量子コンピューティングによってどのようにビジネス課題を解決できるか、また既存のツールとどのように連携可能かを検証する。量子ソリューションがすべてのビジネス課題に適するとは限らない。量子推進担当者はビジネス戦略、関連する顧客価値提案、将来の成長計画を考慮の上、ビジネス上の優位性が見込まれる確度に応じて、量子コンピューティングのユース・ケースに優先順位をつける。そして、量子アプリケーション開発の進捗状況を注視しながら、ユース・ケースの商用利用を早期化できる先駆者としての地位を築く。

4. 量子コンピューティングの導入に向けたロードマップを作成する。その際、自社と志を同じくする研究所や学術機関、量子技術プロバイダー、量子アプリケーション開発者やプログラマー、サポートする技術を持つ新興企業によって形成されつつある新たな量子エコシステムとの協業を検討する。特に、自社と同様の課題を抱えている企業も含めるとよい。なぜなら、自社のビジネス・ニーズに合った量子アルゴリズムの開発・実行が可能な量子コンピューティングのシステム・スタック（量子コンピューティングの活用に必要な構成要素）に、即時にアクセスできる可能性があるからだ。

5. 量子コンピューティングの未来について豊かな発想を持ち、変化に柔軟に適応していく。その際、量子技術の飛躍的進歩や自社の量子コンピューティングに対するニーズの変化に留意して、状況によってはエコシステム・パートナーを変更することも想定しておく。