Tel Avivに拠点を置くテクノロジー企業Quantum X Labs Inc.（NASDAQ: QXL）は、その子会社であるNuclear Quantumが、核粒子輸送をモデル化する量子回路ベースのアプローチを開発したと発表しました。この技術は、物理的な粒子伝播とランダムウォーク動力学を量子計算フレームワークに直接マッピングし、核医学、遮蔽設計、システム最適化の分野で使用されるモンテカルロシミュレーションにおける長年の計算上のボトルネックに対処します。
新たに実証されたフレームワークは、ガンマ光子の軌跡履歴を量子状態にエンコードし、Groverにインスパイアされた振幅増幅アルゴリズムとインターフェースするために必要なコア量子オラクルを確立します。従来の粒子輸送シミュレーションは、確率的散乱イベントの指数関数的スケーリングにより、古典的な高性能計算（HPC）クラスター上で膨大な計算時間を必要とします。粒子伝播動力学を量子演算子として表現することで、Nuclear Quantumは軌跡サンプリングを加速し、複雑な放射線輸送シナリオに対してより高精度なシミュレーションを可能にすることを目指しています。
Nuclear Quantumは、このモデルを多粒子輸送領域に拡張し、ハイブリッド量子古典ハードウェア向けに回路深度を最適化し、商用放射線治療計画および診断核医学ソフトウェアスイートへの統合を評価する予定です。
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背景
この記事で登場する「モンテカルロシミュレーション」は、確率的な乱数を用いて現象を再現・解析する計算手法です。従来の粒子輸送シミュレーションでは、粒子が物質中でどのように散乱するかを確率的にシミュレートするため、計算量が増大すると膨大な時間がかかるという課題がありました。
また、「量子オラクル」は、量子計算において特定の条件を満たす入力を探し出すためのブラックボックス的な機能ブロックを指します。今回のアプローチでは、ガンマ光子の軌跡情報を量子状態に変換し、このオラクルを通じて効率的な探索を実現します。
さらに、「振幅増幅アルゴリズム」は、正解となる状態の確率振幅を増大させ、誤った状態の確率を減衰させる量子アルゴリズムの一種です。Groverのアルゴリズムにインスパイアされたこの技術により、必要な軌跡サンプリングを加速し、シミュレーションの高精度化と高速化を目指しています。
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2026年8月6日
