量子コンピュータとAIで新素材開発へ：TOPPANやソフトバンクなど6社が共同研究を開始

量子コンピュータとAIを組み合わせて、次世代の電池や半導体に使われる新しい素材を効率よく見つけ出す。そんな研究開発に、日本の大手企業6社が共同で乗り出しました。TOPPANホールディングス、アイシン、旭化成、ソフトバンク、AGC、DICの6社は2026年10月28日、量子コンピュータを活用した材料開発基盤の構築に向けた研究を開始すると発表しました。NEDOの公募事業に採択されたもので、2026年度から2028年度にかけて進められます。

6社が組んだ理由：素材開発のスピードが競争力になる

新しい素材の開発は、これまで多くの時間と実験を必要としてきました。候補となる物質の組み合わせは膨大で、一つひとつ試していくやり方では限界があります。近年は、過去の材料データをもとにAIが新しい素材を予測するデータ駆動型の手法や、物理法則に基づく計算科学の活用が進んでいます。

しかし、分子や電子のふるまいを正確に計算するには、従来のコンピュータでは計算量が大きくなりすぎる場面があります。そこで注目されているのが量子コンピュータです。量子力学の原理で動く量子コンピュータは、分子や電子の性質を従来のコンピュータより効率的にシミュレーションできる可能性があるとされています。

今回の6社は、それぞれ化学や材料、通信、製造といった異なる強みを持っています。1社だけではまかなえない幅広い材料分野をカバーし、研究成果を実際のものづくりにつなげる狙いがあると考えられます。

量子コンピュータ単独では難しい、その課題にどう向き合うか

量子コンピュータには、現時点ではっきりした制約があります。量子ビットの数やエラー率に限界があり、量子コンピュータだけで大規模な計算を行うのは難しいとされています。今回の研究では、その課題を前提にしています。

ポイントは、量子コンピュータを中核に置きつつ、機械学習をはじめとするAI技術と組み合わせることです。量子計算の精度や規模の制約、計算コストの課題を、AIとの組み合わせで補う手法を構築します。つまり、量子コンピュータにすべてを任せるのではなく、得意な部分を量子計算に、全体の最適化や予測をAIに分担させる考え方です。

研究の進め方：特定の材料に絞らない横断的な基盤

この研究の特徴は、特定の材料だけを対象にしない点です。産業的にニーズの高い幅広い材料系へ横断的に適用できる基盤の構築を目指しています。6社はそれぞれが強みを持つ領域で検証を担い、研究で得られた量子計算やAIに関するデータ、実験データを統合していきます。

そうして集まったデータを継続的に蓄積し、進化させることで、材料開発の基盤そのものを育てていく構想です。実証から社会実装へつなげることが目標に掲げられており、研究室の中だけの成果で終わらせない姿勢がうかがえます。

NEDO事業としての位置づけ

今回の研究は、NEDOが公募したポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業のうち、ユースケース創出に向けた大型実証に「量子技術を用いた革新的な材料開発基盤構築の研究開発」として共同提案し、採択されたものです。6社は共同で協定書を締結し、2026年度から2028年度にかけて研究開発を進めます。

ポスト5Gという枠組みで材料開発が取り上げられた背景には、通信や半導体、電池といった基盤技術の進化が、素材の性能に大きく左右されるという現実があります。次世代の通信インフラやデバイスを支える素材を、日本国内の連携で生み出していく狙いがあるとみられます。

私たちの生活にどう関係するのか

この研究が直接、私たちの買い物や暮らしを変えるものではありません。ただ、電池の性能が上がればスマートフォンや電気自動車の使い勝手が変わりますし、半導体向けの材料が進化すれば、より高性能で省電力なデバイスにつながります。素材は目に見えにくい存在ですが、製品の性能を決める土台です。

また、材料開発の期間が短くなれば、新しい製品が世に出るまでの時間も短くなります。今回の取り組みは、そうした開発スピードの競争で日本企業が後れを取らないための布石とも読めます。

量子とAIの組み合わせは、まだ実証の段階

注意したいのは、今回の発表が研究の開始であり、実用化の宣言ではないことです。量子コンピュータの規模やエラー率の制約は現在進行形の課題で、AIとの組み合わせでどこまで実用的な価値を引き出せるかは、これからの実証で確かめていく段階です。

過度な期待は禁物ですが、異業種の6社がNEDO事業のもとで連携し、3年間の計画で基盤づくりに取り組むこと自体が、日本の材料開発における新しい動きだといえます。今後の進捗として、どの材料分野で最初の検証結果が出るのかに注目が集まりそうです。

Frequently Asked Questions

量子コンピュータとAIを組み合わせた材料開発とは何ですか

量子コンピュータで分子や電子の性質を効率的に計算し、AIによる予測や最適化と組み合わせることで、新しい素材の候補を効率よく見つけ出す開発手法です。今回の6社は、この組み合わせによる材料開発基盤の構築を目指しています。

今回の共同研究に参加している企業はどこですか

TOPPANホールディングス、アイシン、旭化成、ソフトバンク、AGC、DICの6社です。2026年10月28日に研究の開始を発表し、NEDOの公募事業に採択された取り組みとして2026年度から2028年度にかけて進められます。

この研究が実用化されると何が変わりますか

材料開発の期間短縮が期待されており、電池や半導体向けの新素材がより早く生まれる可能性があります。ただし現段階は実証のフェーズであり、量子コンピュータの規模やエラー率の制約をAIとの組み合わせでどこまで克服できるかが今後の焦点です。