日本的量子技術之發展,以往主要由學研機構和大型企業主導,新創的活躍動能相較為薄弱。為了促進日本量子新創的發展,日本經濟產業省啟動一連串相關政策,以支持量子新創企業的設立與成長。例如日本在2023年制定「量子未來產業創出戰略」,並於2024年公布「朝向量子產業之創出、發展的推進方策」。該策略目標為:至2030年將日本的量子技術使用者擴大至1,000萬人、以量子技術為基礎之應用產值提升至50兆日圓,並孕育出能夠在全球活躍的「量子獨角獸企業」,強調對新創公司的系統化培育。
為加速日本量子企業的養成,日本於2021年成立「藉由量子技術之新產業創出協議會(Quantum STrategic industry Alliance for Revolution, Q-STAR)」,推動量子產業整體發展,並結合新創加速器組織,協助資金籌募、商業開發與企業鏈結等各項措施。另外成立如量子技術創新據點(Quantum Innovation Hub, QIH)與日本量子人工智慧技術全球商業研發中心(Global Quantum-AI Technology Research Center, G-QuAT),為量子新創企業提供技術支援及實證環境。
整體而言,日本的量子新創多源自於東京大學、大阪大學、東北大學等學術機構的技術移轉與創業育成。這類新創早期多為量子軟體技術相關,隨著政策的支持推動,日本近年亦開始有量子硬體研發能力的新創公司,以下介紹目前日本的量子新創公司發展概況與代表案例。
量子硬體案例:以常溫可操作量子電腦為主軸
案例一:NanoQT
2022年4月創立的NanoQT,源自早稻田大學的新創公司,其基礎技術為青木隆朗准教授所發明的奈米光纖維QED(Quantum Electrodynamics)共振器,專注於開發應用於中性原子量子電腦之量子處理單元(Quantum Processing Unit, QPU)間的互連技術(Interconnect),利用超低損失光纖網路來達成QPU的模組化。
其特點為可整合中性原子量子電腦與光纖網路,並可於常溫環境下操作,大幅提升量子位元數量。透過高頻寬、遠距的光纖互連技術,可望實現量子網路的建構,進一步推動與通訊結合的高擴展性量子處理系統。
案例二:OPTQC
2024年9月創立的OPTQC則是來自東京大學之新創,致力於光量子電腦的開發。基礎技術為量子遙傳(Quantum Teleportation),該技術由古澤明教授於1998年在加州理工大學的Jeff Kimble研究室完成首度驗證實驗後,隨後回到東京大學開設古澤研究室,並於2024年創辦OPTQC公司。
除了研發量子遙傳技術外,OPTQC亦擁具有大規模生成量子糾纏與觀測量子糾纏的技術能力,可用於快速且高精度地讀取量子資訊,是建構可常溫操作光量子電腦之主要基礎,OPTQC計畫於2026年推出商用機型。
量子軟體案例:專攻化學模擬與最佳化應用
案例一:Qunasys
Qunasys成立於2018年2月,雖非東京大學正式衍生的新創,但其執行長楊天任、技術長菅野恵太等核心成員,皆為東京大學研究所出身。Qunasys主攻量子化學模擬領域,目標為打造不依賴特定硬體架構的量子電腦軟體平台,提供給產業界來使用量子電腦。
Qunasys所使用的運算平台為IBM的Qiskit量子閘開源量子運算架構,並自行開發了名為QURI Chemistry的應用介面,讓使用者不需自行撰寫量子電路,即可使用高性能演算法進行計算。目前Qunasys已與多家材料、製藥企業合作,並獲得三菱電機、富士通、電信公司KDDI等大型企業的投資。
案例二:Sigma-i
Sigma-i於2019年4月創立,是東北大學所衍生的新創,由該校准教授大関真之(Makoto Ozeki)創立,他是日本最早投入量子退火(Quantum Annealing)技術研究的學者之一。Sigma-I 專注於研究量子退火最佳化問題的解方,提供產業界從概念驗證(PoC)到程式開發,乃至應用導入的一站式解決方案服務。
Sigma-i使用的硬體是加拿大D‑Wave Systems公司提供的雲端量子平台,應用領域包括複雜系統優化與先進材料之開發,以提供客戶於產業面之應用,並已與三井化學、京瓷、NEC等日本科技大廠展開合作。
量子元件案例:打造通訊與控制關鍵模組
案例一:LQUOM
LQUOM於2020年1月創立,是一間聚焦於量子通訊應用的新創公司,由橫濱國立大學堀切智之(Tomoyuki Horikiri)教授研究室所孕育。該公司致力於開發實現長距離量子通訊中繼系統,其核心技術包括:單光子源(Single-Photon Source)、量子記憶體(Quantum Memory)、波長調變與頻率穩定等技術,目標是將量子通訊技術推向產業化。
LQUOM的技術已與軟銀(SoftBank)合作,在東京首都圈進行光子量子通訊的實證實驗。同時,該公司也與神奈川縣川崎市的「量子創新園區」構想合作,目標在2030年前完成可實用的量子網路建設。
案例二:QuEL, Inc.
QuEL,Inc.創立於2021年7月,為大阪大學量子情報 • 量子生命研究中心(QIQB)團隊所成立之新創。主要技術為根来誠(Makoto Negoro)准教授所開發之「微波控制裝置(Microwave Control Unit)」,應用於超導量子電腦(Superconducting Quantum Computer)的操作控制與中介韌體開發。
QuEL, Inc.主要產品為小型化、高精度的微波訊號收發模組,可透過軟體簡易地進行校正或設定等控制。該模組已實際應用於於日本理化學研究所(RIKEN)所開發的首台量子電腦,並成功完成驗證其技術的可靠性。
結語
隨著全球量子科技競爭日益白熱化,日本正逐步擺脫過往量子技術由學研機構與大型企業主導的局面,積極建構一個以新創為核心的產業生態系。透過一系列政策與制度設計,從資金、人才、鏈結等多層面為量子新創提供支援。
在此環境下,量子新創開始嶄露頭角,逐漸打開技術商業化與國際競爭的大門。未來,隨著政府扶持力道加強、學術成果轉化機制日益完善,以及民間資本與市場導向的進一步整合,日本的量子新創有望在全球量子產業鏈中建立更明確的地位,成為推動科技自主與產業創新的新支柱。

