盜颪領婿匸霾鷁奮愍噞振興策からわかる国家戦S
AI、IoT、深層学{や量子\術などの先端靆腓如日本が学c、噞cとも世cを牽引しているとは残念ながら言いMい。それはh読きb文発表P数(参考@料1)や出願P数(参考@料2)のデータが如実にしている。折しもAI・量子\術戦Sが審議されている(参考@料3)。争のxv攤のk環として、是実効ある施策を期待したい。ここで盜颪旅餡叛鐓Sのk端をレビューしておこう。
その量子\術のk分野である量子情報科学(Quantum Information Science 以下QIS)では東執行役崟幣で、東デジタルソリューションズのD締役社長である田領r(参考@料4)によると、量子暗ト命関連出願数は東、NECが1位、2位をめている。また同社ICTソリューション業QKD業推進室シニアフェロー、井信哉(参考@料5)によると、東は2020Q10月時点で世c最高の鍵配送]度300kb/sと鍵配送{`120kmを誇るを世に送り出しているのとのことで咾ぁしかし中国は、それより性Δ藁瑤襪發里隣JにB―帷L間で実⊆泰xを進めているので、実化に要なデータ収集というT味では日本はれている(参考@料4)。しかしこのQIS分野の噞は、まだやりようによっては日本がトップに出るチャンスは科にある。
盜颪QIS分野をどのような戦Sで進めてきたのだろうか。IT関連h読きb文P数やAI関連出願P数では、盜颪ZQ中国に{いつかれている(参考@料4、2)が、搥の実はfい。2018Q12月にはQISに限らず広く量子\術をカバーした国家量子イニシアティブ法(National Quantum Initiative Act)が施行(参考@料6)されている。それに先立ち2018Q9月に国家科学\術会議(National Science & Technology Council)科学委^会(Committee on Science)の下雉々修任△詢婿匸霾鷁奮慂科会(Subcommittee on Quantum Information Science、以下SCQIS)から、「量子情報科学の国家戦S容(National Strategic Overview for Quantum Information Science)」(参考@料7)が発表されている。そこでは盜颪砲けるQIS分野の噞振興策として、いかにしてQIS業を育成し、幅広いx場に向けてt開していくかという国家戦Sの容が述べられているので、盜颪寮鐓S立案の考え気瑤襪Δ┐濃温佑砲覆襦
本Mではその中で、にR`すべき点を紹介する。tち人材育成のためj学の機構改案や教官の終身在職権与、またQISインフラ構築のため劜官連携コンソーシアム構築、そしてx場開のためQIS振興策の成果のB機関やo官庁における積極的、には国家W保障と経済発tを維eしつつ国際協調を膿覆垢襦△覆匹汎口から出口まで幅広く考慮されている。しかも10Q先を見据えた戦Sであるとともに、ポスト量子後も念頭に入れている点も興味深い。先を見通す仕に携わっておられる機垢法僭越ながら少しでもお役に立てばmいと思いつつご報告する。
<戦S作成メンバー>
SCQISでこの戦S策定を担当した委^会は、Co-Chare4@とExecutive Secretary1@ の他に委^23@の総勢28@で、^QB機関の官^である。それぞれの出身官庁は国防総省4@、国家情報長官室、国家W保障局、国家エネルギー省からQ3@、国家行管理予Q室、NASA、国家科学財団、連邦B、盜餽駑Y\術研|所からQ2@、国土W保障省、科学\術策局、国立ナ攜|所、省、内省からQ1@である。
<戦Sの構成>
下記9項`で構成されている。tち、
1. QIS:次世代\術革命、2.主要策`Yの要、3.挑戦課、4.科学k主I、5.量子に@通した日の働き}の育成、6.量子噞cとの連携、7.要不可LなインフラのD◆8.国家W保障と経済成長の維e、9.国際協の膿福△任△襦0焚爾海僚腓lし要をまとめる。
<Q項`の要>
1.QIS:次世代\術革命
基本的には国家主導で進めるということである。tち国家が科学k主Iアプローチで業をмqし、H様な労働人材を育成し、企業連携を膿覆靴董要なインフラのD△謀悗瓩襦そして経済成長を推進し国家W保障をeする。また国際間の共同、協調に努め、リーダシップを維eするとしている。
この戦Sは10Q先を見据えたもので、高]コンピューティングに使う量子プロセッサの実化、バイオ\術や防ナの新しいセンサ、及びc效次世代位情報検瑤肇淵咼轡好謄燹QIS理bでの材料科学や化学、_の理解、機械学{や組み合わせ最適化の新なアルゴリズム、そして量子理bで啣修気譴唇賭、砲茲襯汽ぅ弌璽札ュリティ\術開発などが的に例されている。
2.主要策`Yの要
策`Yの要点をまとめた項であり、4項以Tと_複するのでここでは省Sする。但し要に応じて、k陲楼焚爾寮の中にEり込んで紹介する。
3.策の挑戦課
この戦Sの挑戦`Yは以下の4点にある。tち
Coordination:国内Q組Eの妓性を確にし、国際的にもリーダシップを発ァする挑戦。
Workforce:量子に@通した日の働き}の育成の挑戦。(筆v隋Workforceは単に機械を扱う工場作業vというT味ではなく、ソフト開発も含めて広く量子噞cで躍できる働き}というT味に解圓靴拭F瑛佑頬椽颪industryは工場、工業と狭Iでlすより、広くソフト開発も含めて噞のT味と考える。)
Cross-community connection :駘、コンピュータ科学、工学など、広J囲の学術靆腓陵珊隋△△襪い漏愃歸靆腓凌契澆妨けて、H様性への挑戦。
Discovery:発見への挑戦と言うより、むしろ進Dの気をeちける挑戦のTである。量子デバイスの最も~益な分野は未瑤寮つcに広がっているからだと説している。
4.QIS噞振興への科学k主Iアプローチ
レーザやトランジスタ、MRIといった来の量子学で説される覦茲箸楼曚覆蝓QISは「量子_ね合わせ理b」や「量子もつれ現」を扱う点が徴である。~な量子現で、まだ新しい分野のため科学k主Iで臨む要があり、Bはコアとなる研|プログラムと、オープンなプラットフォームをTする。そしてi項のCjな挑戦(Grand Challenges)でuられた革新的なソリューションへ、少なくても10Q間はMした投@を行い、かつ科学vと\術vのH様なチームで開発実化を進める。に進捗X況を定期的にh価する仕組みを作ることが_要になるとしている。
o官庁(Agencies)、噞c、学cから、ユニークなスキルとt望を引き出して、学科の壁を乗り越えて量子科学v同士の討議を性化させ、共同研|ができるコミュニティを作る。科学vの学会参加を任掘∪賁膸錣魏陲靴鴇霾鵑魘~できるよう、SCQISのなる調Dξが求められている。
5.量子に@通した日の働き}の育成
来たるべきQIS噞のe的な発tには、量子噞cで躍する労働の育成が定的に_要である。応分野がH岐にわたるため、駘、情報、エンジニアリングの幅広い学際的な専門識を~する人材を要とする。しかしながら現在の盜颪龍軌薀轡好謄爐任呂修譴召豸鎚未粒慍聞柔なので、学科を横してアプローチできる人材を輩出する仕組みになっていない。学擇魘軌蕕垢訐嫻い漏慊cにあるが、o官庁や噞cも学cに協して、ニーズに合うようにj学機構改革を進める要がある。セクターを横し、学科を横した環境で教育された学擇燭舛任△譴弌⇔婿匸噞にDえられたツールとインフラ施設を与えられたとき、jいにその実を発ァできるようになろう。
B機関にもプログラムの開発や拡張が求められる。例えば早期キャリア賞(参考@料8)のプログラムを他のB機関の業に拡jさせれば、なる改にもつながる。また長期的野に立つj学機構改革には、学科間をまたがるQIS関連の教bに終身在職権を与えるとか、教bに限らず終身在職教官(tenure-track faculty)のポジション新設などが考えられる。他にも、学cが噞cやBとの関わりを深めるT味で、学雎擇凌靴靴ざ軌薀廛蹈哀薀爐虜鄒や、インターンシップ、エックスターンシップが_要になる。
6.量子噞cとの連携
j企業やスタートアップ、小企業で、JにQISの量子センシング、ネットワーキング、コンピューティング、およびそれらをГ┐覿\術のR&Dに投@が始められている。そのT果、現Xでは例えば次世代量子センサ、小模の量子もつれネットワーク配信、50量子ビット模の量子プロセッサなどが化している。
喇wな量子エコシステムには、量子\術はもちろんだが、量子\術をサポートするo\術も基盤としてLかせない。例えば冷却\術、フォトニクス、低雑音マイクロS\幅_、ナノ]ファブなどである。このため、連邦Bは関連企業やo官庁を総合した劜官からなる盜駑婿劵灰鵐宗璽轡▲爐旅獣曚膿覆垢戮である。以iのSemiconductor Research Corporationのように、\術交流や、噞動向の理解、ニーズとギャップの認識などを関係v間で共~するため、そのコンソーシアムがフォーラムを開する。またそこでは争以iの段階にある\術の研|開発を、oMのファンディングで行うことも可Δ任△襦そこに適切なアドバイザリー組E、例えば国家科学\術会議やその小委^会が関与してもよい。j統覯奮惷\術顧問(The President’ Council of Advisors on Science and Technology)の機Δ盪温佑砲覆襪世蹐Α
そうすれば図1でしたように、争以iの\術の実化開発を劜官共同で加]できるし、ニーズに瓦垢襯灰鵐札鵐汽垢R&Dの協も可Δ砲覆襦また劜官合同研|センタは、H様化する労働育成にも貢献できる。また国立研|所からの\術‥召涼膕陲箟\術開発の調Dも可Δ任△襦9颪慮|所から小企業へ\術の滑な橋渡しもできるので、インキュベーション機Δ粒判jや新企業のмqも進む。~TIな共同研|環境を醸成するために、コンソーシアムが的財堍管理にも関与すれば、開発された\術の実化をмqすることもできる。
図1 匲学によるQIS噞振興мqU 出Z:盜餽餡伐奮惷\術会議科学委^会、量子情報科学分科会、"量子情報科学の戦S容"(参考@料7)の図に筆vが}を加えた
7._要なインフラの
QIS噞cのR&D業は、要なインフラをOiでDえられるほど科にjきくなっていない。量子\術を確実なものにするため、B機関と噞cはインフラ△鮠ぐ要がある。要をそろえることから始めて、最先端の]\術、そして性Ε船Д奪\術、応\術に至るまで、プログラム達成のために盜駭Bは_要な役割を演じなければならない。それによりQIS研|と開発実化の進tにも貢献できるし、この分野で盜颪離蝓璽瀬轡奪廚魍諒櫃垢襪里砲睫鯲つだろう。
現時点でのインフラCのニーズは、ハードウェアや、材料、]工場、そしてエンドユーザのツール、プラットフォーム、テストベッドである。盜駑婿劵灰鵐宗璽轡▲爐蓮⊂噞cが来のポスト量子時代の応開発にも使えるようなインフラ投@をするмqもできる。時代と共に進tするニーズに適合していく努も、常時進行型(on-going)で進めねばならない。
エンドユーザのo官庁のポテンシャルを高めて、連邦B内に量子\術採の機運を醸成することも_要である。情報共~により連邦o官庁の係官を~機的にTびけて、QIS業をテコ入れすれば、それは新x場開にもつながる。官庁間の成果や\術‥召蓮△泙燭修譴召譴離潺奪轡腑鹵成に貢献するからである。図2にその例をした。
図2 連邦Bのインフラ投@が官庁間のミッション達成に貢献する例 出Z:盜餽餡伐奮惷\術会議科学委^会、量子情報科学分科会、"量子情報科学の戦S容"(参考@料7)の図に筆vが}を加えた
8.国家W保障と経済成長のe
科学\術の進歩は、時にリスクをもたらすこともあるが、成長とリスクのバランスをとれば長期的なW益につながる。例えば量子Q\術の進歩は創薬を膿覆垢襪掘∈猯舛留防Vに役立つ化学反応モデルの発見や、駑における最適運搬経路を導くアルゴリズム開発などが、そのメリットの例であろう。k機⇔磴┐丱ぅ鵐拭璽優奪発済において暗ク阿離札ュリティ確保も、リスク軽への挑戦課になろう。
や防ナのために開発されたQIS\術でも、c效x場に\術‥召気譴董⊃靴靴ぞ噞を擇濬个掘経済成長を牽引することができる。実、国防とインテリジェンス靆腓垉20Q間以屬QISのR&Dへの嗄な投@靆腓任△辰拭もちろんoUを厳守しながらの推進が要である。労働の教育訓aにも、国防靆腓任亙未U約もあろう。SCQISは他のo官庁と連携しながら、QIS業が進むよう、噞cや学cを調Dして行く。
9.国際協の膿
科学\術とイノベーションは盜颪良戮鳩从冏tの源泉であると共に、国際Cでの国向屬砲盞劼る。盜颪離蝓璽瀬轡奪廚罷争を維eするため、同じ志をeつパートナーや噞cと国際的な協関係を深め、国際共同研|を膿覆垢襦盜駭BはQIS噞振興のため次の3項`に努をRする。tち、1.国際協の成果とパートナーシップの定期的なレビュー、2.盜颪量ノの維e、そして3.透な基礎研|とイノベーションのためのデータの開放と、には国際Yの開発がその努`Yである。
盜颪QIS噞振興策に瓦靴読vの感[を述べてみたい。思うところが6カ所あるので、条書きで記述する。
<筆vの所感>
1.盜颪隆疫^のQIS見に関するレベルの高さ
i記1項記載のように10Q先を見た策とあったが、この策文書にはQIS専門科学vが関与したのではないかと思うような、最先端の\術語や見がH数見られる。盜駭Bやo官庁にはこのように量子\術に@通した官^がそれぞれ配されているのかと、盜餞疫^のQIS\術や専門識レベルの高さに驚かされた。
2.幅広い分野のスタートアップ業の中から、10QMして@金を提供するに価するプロジェクトを別する桔
i記4項のように革新的なソリューションには10Q間の@金提供も行って育成するとのことであるが、誰がソリューションの革新性を判するのだろうか。まだ萌芽期で、育つか否かも判らぬHくのロジェクトの中から、該当業を適切に別する識眼はどうやって磨くのだろう。どのような組Eで当該プロジェクトを別するのだろう。
3.教官に終身在職権を与える仕組み
i記5項に盜颪龍軌薀轡好謄爐良△鮖惻~し、学cに改革を求めていることもwKに値する。しかも要に応じてテニュア(終身在職権)を与するなど、教官の待遇にも踏み込んでいる。確かに10Q後に役立つ基礎的な、あるいは基本となるb文は、k般には価値が認められるまでサイテーションも低いのが常である。サイテーション_のテニュア考委^会であれば、不Wになる教官が出る可性もある。新なテーマに挑戦する、T欲ある研|vは、この策に勇気づけられることだろう。
4.匲学コンソーシアムで争以i段階(pre-competitive)\術の共同開発
i記6項のコンソーシアムでの争以i\術を共同開発する策は、言うまでもなく日本オリジナルであり、谿羚夫先擇砲茲辰董峇霑壇共通的\術」と称された(参考@料9)。当時、日本のLSI共同研|所で先を越された盜颪箍Δら、アンフェアのブーイングがこり、ジャパンバッシングに至ったことも筆vのQ代層にはまだz烈な記憶として残っている(参考@料10)。しかしその後はこの研|擬阿盜颪SEMATECH、欧ΔIMECにも見られるように世c的に広く採され、今やスタンダードになった。このQIS戦Sでも図1のようにDり入れられているのを見ると、隔世の感を禁じuない。
5.ポスト量子の世cも野に入れている。先見のの鍛錬桔,瑤蠅燭
i記7項のようにポスト量子噞時代まで見据えている。どのような靆腓任盒δ未任△蹐Δ、例えば研|v、あるいは研|所長にとって、何を研|テーマにぶかが_要である。この先見のをどうやって身にけるのだろう。2.の識眼と共に_要で、興味がある。
6.PDCAがvる戦SになっておりM性も考慮されている
筆vは2010Q頃、y本県的財撐Sの策定に参画したことがある。その折、先行する他県の戦Sも調hしたが、PDCA(Plan-Do-Check-Act)がvる戦Sになっているところはほとんど見当たらなかった。戦Sなのでそこまでは要はなかったのだろうが、筆vはISO14001の主任審h^の経xもあったので、ぜひ戦Sが単なる策定にVまらず、システムとして機Δ啓損椶気譴襪海箸鯔召漾PDCAの思[を戦SにEり込むよう提案した。
SCQISのこの戦Sには随所に、定期的にレビューを行い、h価を_ねつつ実施することが記されている。組E的に進めるには、プランのみでなく、実な実行と共に、その後のレビューとアクションがLかせない。戦S策定時にはぜひ考慮して頂きたいと願う。
以屐△い蹐い躬廚い録圓ないが、mい盜颪任蓮2018Q12月に量子イニシアティブ法が施行されてから2022Q5月までの4Q間に、実に8PのB文書が発表されているので、それを順次読み解き、その後の戦術や進tを確認しようと考えている。
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今vもまたSemiconportal集長氾跳二にはごtなh読を頂いた。~Mく、心より厚く御礼申し屬欧燭ぁ
参考@料
1. 例えば D. Zhang, et.al, "AI Index Report for 2021 (Fourth Edition)", (2021/03/03)
(r志田元孝、「AIの統がす日本の課」、セミコンポータル (2021/05/07)にて紹介)
2. 庁審h四霓h調h室,「AI発の出願X況調h報告書」、庁 (2021/08)
庁審h四霓h調h室,「AI発の出願X況調h/調hT果要」、庁 (2021/08)
(r志田元孝、「AI搭載デジタル化は成功実績を_ねて邁進あるのみ」、セミコンポータル (2021/09/24)にて紹介)
3. 例えば「AI、量子\術で国家戦S 相「実行画に記」、日本経済新聞 (2022/03/08)
4. 田 領r、「未来をく、Quantum Transformation(QX)〜東の量子\術が`指す世cとは〜」、TOSHIBA OPEN SESSIONS:量子\術によるサステナブルな未来, 東デジタルソリューションズ (2021/08/19)
5. 井信哉、「開発vが語る理b崘砲蕕譴覆の婿勸賭ト命」、東オンラインカンファレンス2021、TOSHIBA OPEN SESSIONS:量子\術によるサステナブルな未来, 東デジタルソリューションズ (2021/08/19)
6. US Government, "National Quantum Initiative Act"
7. "National Strategic Overview for Quantum Information Science", Subcommittee on Quantum Information Science, Committee on Science, National Science & Technology Council (2018/09)
8. "Early Career Award", Wikipedia.
9. 例えば 谿羚夫著、 「半導共同研|プロジェクト」、 田R先端財団、工業調h会刊 (2008)
10. 例えばジャパンバッシングに瓦靴討蓮欧Δ某塀个靴親本企業の反b例として、M. Kamoshida, "Integrating Manufacturing into the Marketplace", 1987 Dataquest European Semiconductor Industry Conference (Madrid), 基調講演 (1987/06)