量子ソフトウェア企業Phasecraft Inc.は、米国エネルギー省の先進研究計画局エネルギー部門(ARPA-E)から4,519,658ドルの契約を獲得した。選抜制の計算化学のための量子コンピューティング(QC3)プログラムの下で授与されたこの取り組みは、新興ハードウェア上で高度に最適化された量子シミュレーションアルゴリズムを開発、変換、実行するよう構成されている。このプロジェクトの主要な運用目的は、エネルギー部門の希少な重要鉱物、特にイリジウムのような白金族金属への依存を減らすための代替産業触媒の発見と評価である。初期の研究パイプラインは、プロトン交換膜電解による低コスト水素製造を対象としており、下流のアルゴリズム知見は合成ガス合成、冶金、石油精製ラインに展開できるよう構成されている。
現代のノイズ中間規模量子(NISQ)システムの深刻な物理的限界を回避するため、Phasecraftはこのプロジェクトにハードウェア適応型ソフトウェアアーキテクチャを適用する。量子プロセッサ上での従来の化学シミュレーション処理は、複雑な多体スピン計算中のゲート蓄積ノイズと位相デコヒーレンスによって制限されている。Phasecraftは、非量子的な記録管理を古典コプロセッサにオフロードしながら、コンパクトな量子回路内で電子構造評価をネイティブに実行する圧縮ゲート分解処理を構築する予定である。この手法は、Nature Communicationsに発表されたPhasecraftの基礎的な材料シミュレーション方法論に基づいており、遷移金属酸化物SrVO3の時間動力学シミュレーションのトロッター層において回路深度を最大6桁削減したことを実証した。また、同社独自のMagritte材料モデリングツールチェーンを活用し、最適化されていないベースライン量子アルゴリズムと比較して総計43,000,000倍の運用効率改善を達成する。エンドツーエンドのツールチェーン開発を実行するため、Phasecraftは産業化学メーカーのJohnson Matthey、ハーバード大学の研究者、中性原子ハードウェア開発者のQuEra Computingと提携している。
この授与は、ARPA-E QC3プログラムの下で管理される3,700万ドルの連邦ポートフォリオの一部であり、実用的な量子優位性を達成することで商業エネルギー革新を加速するため10の異なるプロジェクトが選定された。この取り組みは厳格な性能指標を課している。プロジェクトは、約100論理量子ビットに向けて拡張するプラットフォームを利用することで、最先端の古典スーパーコンピューティング技術に対して100倍のスケーラブルな計算速度向上または同等の精度改善を実証しなければならない。基礎研究は、レアアースフリー永久磁石、高温超伝導送電線、先進バッテリー化学など、米国エネルギーインフラ全体の高度に局所化されたボトルネックを対象としている。Phasecraftの契約は、ハードウェア適応型アルゴリズムを実用化された産業能力に変換し、複数年のエンジニアリングロードマップを通じて重要鉱物の制約に対する国際サプライチェーンの脆弱性を軽減することを目的とした、エネルギー省による集中的な取り組みを表している。
公式の連邦授与カタログ、プログラムガイドライン、完全なプロジェクト説明ログは、ARPA-E QC3プロジェクトディレクトリで確認できる。基盤となるプラットフォーム非依存のコンパイルモジュール、ノイズフィルタリングマトリックス、量子強化密度汎関数理論(QEDFT)ツールの分析的な内訳については、Phasecraft Technology Hubでホストされているエンジニアリングジャーナルを参照されたい。
2026年6月16日
