IBM поддерживает отмеченные наградами проекты в NEDO Challenge

Основные выводы:

• Все девять команд-победителей использовали квантовые компьютеры IBM во время своих исследований для NEDO Quantum Challenge.
• Проекты-победители охватывали все три трека: Society 5.0, Quality of Life и Cool Japan.
• Команды исследовали такие приложения, как предотвращение стихийных бедствий, поиск лекарств, анализ микробиома кишечника, материаловедение, генерация музыки и анимация.
• IBM поддерживала участников ресурсами квантовых вычислений, техническими консультациями, воркшопами и доступом к образовательным материалам.

Когда Организация по разработке новой энергии и промышленных технологий Японии (NEDO) 15 октября 2026 года вручила награды первого сезона своего конкурса NEDO Quantum Challenge, команды-победители во всех треках конкурса — Society 5.0, Quality of Life (QoL) и Cool Japan — сообщили о результатах, полученных на квантовом оборудовании IBM. Фактически, все девять команд-победителей использовали квантовые компьютеры IBM в ходе своих исследований для конкурса, а шесть из них полагались исключительно на квантовые компьютеры IBM.

В каждом тематическом треке был как минимум один победитель, работавший исключительно на квантовых компьютерах IBM. Проекты-победители варьировались от предотвращения стихийных бедствий, безопасности транзакций и проектирования микробиома до генерации музыки и производства манги. Две команды-победительницы, использовавшие квантовые компьютеры IBM, уже создали компании на основе своей работы: Q4Health и EntangleTune.

Поддержка IBM выходила за рамки предоставления доступа к квантовым компьютерам. На протяжении всего конкурса IBM предоставляла участникам доступ к пяти квантовым компьютерам компании с ее новейшими процессорами, а также образовательные материалы, практические сессии по программированию, персонализированные консультации в рамках Quantum Clinic и техническую поддержку. Эксперты IBM также консультировали команду Setouchi kara Ryoshi no Sekai e, занявшую третье место в треке Society 5.0, по ее алгоритму и присоединились к команде Mitsubishi Chemical, Keio University и Arizona State University, занявшей третье место в треке Cool Japan, в качестве соисследователей.

Квантовые вычисления для решения реальных задач

NEDO, действующая при Министерстве экономики, торговли и промышленности Японии, запустила эту конкурсную программу, чтобы изучить, как квантовые компьютеры нового поколения могут решать проблемы общества, и быстро выявить перспективные технологии ранней стадии, способные дать толчок созданию новых отраслей. Командам было предложено решить задачи, которые являются сложными или невыполнимыми для современных компьютеров.

В рамках конкурса эти задачи были разделены на три трека:

• Проекты трека Society 5.0 были посвящены проблемам безопасности инфраструктуры, надежности транзакций и проектирования транспортных средств в рамках более широкой инициативы Японии по использованию передовых технологий для решения социальных проблем.
• Проекты трека Quality of Life были сосредоточены на здравоохранении, включая разработку лекарств, борьбу с инфекциями с множественной лекарственной устойчивостью и изучение микробиома кишечника.
• Проекты трека Cool Japan применяли квантовые вычисления в самых разных областях — от музыки и производства аниме до низкоуглеродного химического производства.

В каждом треке за первое место полагался приз в размере 40 млн иен (около 270 000 долларов США), за второе — 20 млн иен (около 130 000 долларов США), а за третье — 10 млн иен (около 67 000 долларов США). Первый сезон, в рамках которого научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы начались в 2025 финансовом году, привлек 87 заявок. Жюри присудило девять премий: в треке QoL были присуждены первое, второе и третье места, в то время как в треках Society 5.0 и Cool Japan были присуждены по одному второму и по два третьих места без присуждения первых мест из-за высоких требований, установленных в каждом треке.

IBM оказалась в числе немногих организаций, предоставивших участникам вычислительную среду бесплатно, а IBM Quantum стала самой популярной платформой: 65 из 80 участвующих команд (около 81%) выбрали именно ее. Эти команды выполнили 11 159 заданий и использовали более 5900 минут квантового времени вычислений (около 105% от выделенного времени), причем всплеск активности пришелся на последний месяц перед дедлайном подачи заявок 30 июня.

Society 5.0: более безопасная инфраструктура, надежные транзакции и более легкие автомобили

В треке Society 5.0 второе место занял NV Learning Center с проектом по повышению безопасности инфраструктуры и предотвращению стихийных бедствий. Команда применила квантовое обучение Крылова и передачу квантовых состояний, выполнив финальные расчеты полностью на квантовых компьютерах IBM.

Q-Chainners, команда из KDDI Research, заняла третье место, объединив квантовую хеш-функцию с классической обработкой данных для повышения надежности транзакций. Свои финальные результаты команда запустила на четырех разных квантовых компьютерах IBM. Команда Setouchi kara Ryoshi no Sekai e также заняла третье место с проектом по проектированию кузова автомобиля, направленным на снижение массы транспортных средств. Команда объединила квантовый отжиг с квантовым приближенным оптимизационным алгоритмом (QAOA), используя системы нескольких провайдеров, включая IBM. Эксперты IBM также консультировали команду по ее подходу на основе QAOA.

Cool Japan: музыка, материалы и анимация

В треке Cool Japan второе место заняла команда EntangleTune за тембровую и музыкальную генерацию, основанную на структуре квантовой запутанности. Команда запустила свои финальные результаты исключительно на квантовых компьютерах IBM и с тех пор превратила свой проект EntangleTune в самостоятельный бизнес.

IBM приняла непосредственное участие в работе одной из двух команд, занявших третье место в этом треке. Исследователи из Mitsubishi Chemical, Keio University, Arizona State University и IBM разработали гибридный квантово-классический подход к оптимизации процессов низкоуглеродного производства в индустрии химических материалов, причем IBM выступила в роли соисследователя. Команда выполнила финальные расчеты на системе IBM Quantum System One в Токийском университете.

Другая команда, занявшая третье место — Qrazy Qreators, применила квантовый подбор потоков (quantum flow matching) к производству манги и аниме. Ее сквозной конвейер, работающий исключительно на квантовых компьютерах IBM, использует неглубокие цепи и генерирует один кадр примерно за 30 секунд. Команда также применила этот метод в квантовой химии, и в настоящее время готовится к публикации научная статья.

Quality of Life: открытие лекарств и микробиом

В треке QoL первое место досталось компании Shionogi & Co. за гибридный квантово-высокопроизводительный (HPC) подход к поиску лекарств на основе Deep QSCI — метода взаимодействия конфигураций с квантовым выбором на основе принципа «разделяй и властвуй», относящегося к тому же семейству методов, что и основанная на выборках квантовая диагонализация (SQD) от IBM. Shionogi протестировала свой подход на квантовых компьютерах IBM во время конкурса, хотя окончательные результаты были получены с помощью симуляции.

Команда Mori-san Daisuki Club заняла второе место с проектом по разработке комбинаций бактерий кишечника, объединив анализ устойчивости Лотки — Вольтерры с алгоритмом квантового поиска. Работая исключительно на квантовых компьютерах IBM, команда объединила средства смягчения ошибок с постобработкой с помощью функции Qiskit Function от базирующегося в Австралии стартапа Q-CTRL, доступной в каталоге Qiskit Functions Catalog компании IBM. Команда также количественно определила условия, при которых может проявиться квантовое превосходство.

Команда Q4Health заняла третье место, выполнив поиск комбинаций бактерий для борьбы с инфекциями с множественной лекарственной устойчичностью. Команда закодировала проблему с помощью диагональных операторов Паули и сравнила квантовые и классические методы, чтобы определить, где может проявиться квантовое превосходство. Она использовала квантовые компьютеры IBM и другого вендора, а также функцию Iskay Qiskit Function от Kipu Quantum из каталога Qiskit Functions Catalog компании IBM, и в результате основала компанию на основе полученных результатов.