開発した基盤アルゴリズムの適用例（モーター開発におけるCAEへの適用）

　三菱電機株式会社は、量子コンピューター系スタートアップの株式会社QunaSys^※1（キュナシス：以下、QunaSys）と共同で、製品の設計・開発において、流体、熱、構造、電磁界などの物理シミュレーションにより設計探索^※2や性能評価に役立てる「Computer-Aided Engineering（CAE）」への量子コンピューター活用に向けて、2つの基盤アルゴリズムを開発しました。本技術により、物理シミュレーションの大規模化を実現し、製造業の製品開発の高度化・効率化を目指します。

　近年、製品の高性能化・高機能化に伴い、大規模かつ高精度なCAEへのニーズが高まっており、従来のコンピューターよりも計算を高速化できる可能性がある量子CAEが注目されていますが、量子計算の実行コスト^※3と精度の両面で課題がありました。

　CAEで扱う物理シミュレーションの多くは、大規模な行列計算として表されます。そのため、行列データをそのまま量子コンピューターで扱うと、行列を量子回路に埋め込む際の正規化係数^※4が大きくなり、同じ精度の計算結果を得るために必要な量子ゲート操作^※5や回路実行回数^※6が膨大となる結果、量子計算による高速化の効果を十分に引き出せないことが課題でした。また、量子計算には、内容に応じた量子回路を設計する必要がありますが、従来は回路設計に必要なパラメーターの計算に不安定性があり、量子計算の精度に影響していました。

　今回、三菱電機とQunaSysは、これらの課題を解決する2つの基盤アルゴリズムを開発しました。1つ目は大規模な行列データを量子コンピューターで扱いやすい形に整理する基盤アルゴリズムで、量子計算の実行コストを削減します。2つ目は量子回路の設計に必要なパラメーターを安定的に求められる基盤アルゴリズムで、量子計算の精度を向上します。その結果、量子コンピューターの性能を活かした行列計算が可能になり、量子CAEの実現に向けて前進しました。

　当社は、設計初期段階での多数条件の比較や、複雑な物理現象を考慮した高精度な性能評価などを通じて、製造業の製品開発の高度化・効率化を目指します。

　なお、本開発成果の一部は、国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）のムーンショット型研究開発事業（目標6）の成果で、2026年8月24日から開催される国際会議「AQIS 2026」にて発表します。