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最新量子ニュースと量子コンピュータ開発 2025

速報量子ニュース、量子開発のブレークスルー、量子耐性ブロックチェーン更新。量子コンピュータ開発が暗号資産を脅かす方法を追跡し、量子安全ソリューションを発見。

最終更新: 2025年11月16日

速報:2025年11月の量子コンピュータにおける画期的進歩

タイムラインが根本的に変化しました。2025年11月に複数の独立した画期的進歩が達成され、暗号資産への量子脅威が加速しています。専門家は以前、2030~2032年までに暗号学的に有効な量子コンピュータが実現する確率を20~33%と推定していましたが、これらの最近の進歩により、そのタイムラインはさらに前倒しになる可能性が高まっています。

ハーバード大学/MIT/QuEraが448原子の耐障害性量子アーキテクチャを実証

Nature誌に掲載された研究で、ハーバード大学、MIT、QuEra Computingの研究者は、448個の中性ルビジウム原子を使用した初の完全でスケーラブルな耐障害性量子コンピューティングアーキテクチャを実証しました。このシステムは閾値以下2.14倍のエラー訂正性能を達成し、量子ビットを追加するとエラーが減少することを証明しました。これは数十年にわたる課題を覆す重要なマイルストーンです。このアーキテクチャは、表面符号、量子テレポーテーション、格子手術、回路中量子ビット再利用を組み合わせ、数十の論理量子ビットと数百の論理演算を持つ深い量子回路を可能にします。シニア著者のミハイル・ルーキン氏は次のように述べています:「私たち多くが数十年にわたって抱いてきたこの大きな夢が、今初めて、本当に直接的な視野に入っています。」

スタンフォード大学が量子コンピューティング向けの革命的極低温結晶を発見

Science誌に掲載された研究で、スタンフォード大学のエンジニアは、極低温で劣化するのではなく、劇的にパワフルになるチタン酸ストロンチウム(STO)結晶を使用した画期的成果を報告しました。STOは、現在最高の材料(ニオブ酸リチウム)の40倍強力な電気光学効果を示し、5ケルビン(-450°F)で20倍大きな非線形光学応答を示します。結晶内の酸素同位体を置換することで、研究者は調整可能性を4倍向上させました。この材料は既存の半導体製造と互換性があり、ウェハースケールで生産できるため、量子コンピュータの量子変換器、光スイッチ、電気機械デバイスに最適です。

プリンストン大学が1ミリ秒の量子コヒーレンスを達成

Nature誌に掲載された研究で、プリンストン大学の研究者は1ミリ秒を超える量子コヒーレンスを達成しました。これは業界標準の15倍、以前の実験室記録の3倍の改善です。既存のGoogle/IBMプロセッサと互換性のあるタンタルシリコンチップ設計を使用することで、このブレークスルーによりWillowチップを1,000倍強力にできる可能性があります。研究者は次のように予測しています:「この10年の終わりまでに、科学的に有用な量子コンピュータが登場するでしょう。」

シカゴ大学が2,000~4,000kmの量子ネットワークを実現

Nature Communications誌に掲載された研究で、研究者は2,000~4,000kmにわたって持続する量子もつれを実証しました。これは以前の限界から200~400倍の距離増加です。これはゲームチェンジャーです:実現困難な10,000量子ビットのコンピュータを1台構築する代わりに、大陸規模の距離にわたって10台の1,000量子ビットのコンピュータをネットワーク化できるようになりました。マイクロ波-光周波数変換技術により、伝送中10~24ミリ秒間コヒーレンスが維持されます。

Quantinuum Helios:世界で最も正確な量子コンピュータ

Quantinuumは、すべての操作で99.921%のゲート忠実度を達成し、2:1のエラー訂正比(物理98量子ビット→論理94量子ビット)を実現したHeliosを発表しました。以前の想定では、論理量子ビット1つあたり1,000~10,000の物理量子ビットが必要でした。これは500倍の効率改善を表しますが、論理エラー率(~10^-4)はまだスケーリングの課題を示しています。これは世界で最も正確な商用量子コンピュータです。

IBMがNighthawkとLoon量子プロセッサを発表

IBMは、2029年までに耐障害性量子コンピューティングを実現するロードマップを進める2つの新しい量子プロセッサを発表しました。IBM Quantum Nighthawkは、218個の調整可能カプラを備えた120量子ビットを搭載し(20%改善)、以前のプロセッサより30%複雑な量子計算を可能にします。このアーキテクチャは5,000個の2量子ビットゲートをサポートし、ロードマップでは7,500ゲート(2026年)、10,000ゲート(2027年)、15,000ゲートを持つ1,000量子ビットシステム(2028年)を目標としています。112量子ビットのIBM Loonは、6方向量子ビット接続、高度なルーティング層、長いカプラ、「リセットガジェット」など、耐障害性量子コンピューティングに必要なすべてのハードウェア要素を実証しています。IBMはまた、量子優位性を実証するための量子優位性トラッカーを確立し、生産時間を半減させながらチップの複雑さを10倍向上させる300mmウェハー製造を発表しました。

シカゴ大学/アルゴンヌ研究所 ー 分子量子ビットの計算設計

Journal of the American Chemical Societyに掲載された研究で、シカゴ大学とアルゴンヌ国立研究所の研究者は、クロムベースの分子量子ビットにおけるゼロ磁場分裂(ZFS)を正確に予測し微調整する初の計算手法を開発しました。この画期的成果により、科学者はホスト結晶の幾何学と電場を操作することで、仕様に合わせて量子ビットを設計できるようになります。この手法はコヒーレンス時間を正確に予測し、ZFSが結晶の電場によって制御できることを特定しました。これにより研究者は特定の特性を持つ量子ビットを設計するための「設計ルール」を得ることができます。これは試行錯誤から分子量子システムの合理的設計への移行を表しています。

中国CHIPX光量子チップがGPUの1,000倍高速と主張

中国企業CHIPX(Chip Hub for Integrated Photonics Xplore)は、AIワークロードでNvidia GPUより1,000倍高速とされる世界初のスケーラブルな「産業グレード」光量子チップを発表しました。このフォトニックチップは、6インチシリコンウェハー上に1,000以上の光学コンポーネントを搭載し、航空宇宙および金融業界で展開されていると報告されています。システムは従来の量子コンピュータの6ヶ月に対して2週間で展開でき、100万量子ビットへのスケーリングの可能性があるとされています。ただし、生産歩留まりは年間約12,000ウェハー、ウェハーあたり約350チップと低いままです。注:「GPUの1,000倍高速」という主張は、量子コンピューティングの優位性は通常、一般的なAIワークロードではなく特定の問題クラス(因数分解、最適化)に適用されるため、慎重に評価する必要があります。

脅威を加速させる7つの主要技術領域

7つの独立した技術領域が予想を上回る速度で進化しており、各分野のブレークスルーが相互に作用することで、暗号学的に有効な量子コンピュータの実現タイムラインが加速しています。

1. 安定性: 量子ビットが使用可能な状態を維持する時間

量子ビットは計算を実行するのに十分な時間、「生きた」状態を維持する必要があります。最近の進歩により、これがマイクロ秒からミリ秒へと1,000倍も延長されました。 最近の進歩: - プリンストン大学1msコヒーレンス達成(2025年11月): 業界標準の15倍、システム全体の性能を1,000倍向上させる可能性 - スタンフォード大学チタン酸ストロンチウム(2025年11月): 極低温での40倍強力な電気光学効果により、量子ビット制御が向上

2. 変換効率: 物理量子ビットから論理量子ビットへの変換

物理量子ビットはエラーが発生しやすいため、信頼性の高い「論理量子ビット」1個を作成するには、複数の物理量子ビットをバックアップとして使用する必要があります。従来の推定:論理量子ビット1個あたり1,000~10,000個の物理量子ビットが必要。最近のブレークスルー:わずか2:1という比率を達成。変換効率が向上すれば、ビットコインを破るのに必要な2,330個の論理量子ビットに到達するために必要な物理量子ビット数が減少します。 最近の進歩: - Quantinuum Helios(2025年11月): 2:1の比率(物理98個→論理94個の量子ビット) - ハーバード大学/MIT/QuEra(2025年11月): 閾値以下2.14倍のエラー訂正により、スケーラビリティを証明

3. 規模: 構築可能な物理量子ビットの数

異なるプラットフォームは異なる規模を達成しています:中性原子系(6,000+量子ビット)、超伝導系(1,000+量子ビット)、捕捉イオン(1,000に接近中)。より多くの量子ビットとより良い変換比率の組み合わせにより、暗号攻撃が手の届く範囲になります。 最近の進歩: - ハーバード大学/MIT/QuEra 448原子システム(2025年11月): 完全な耐障害性アーキテクチャを実証 - ハーバード大学/MIT/QuEra 3,000+量子ビットシステム(2025年9月): 2時間以上の連続動作 - IBM Nighthawk/Loon(2025年11月): 高度な耐障害性機能を備えた120および112量子ビット - 中性原子アレイ: 6,100個の物理量子ビットを実証

4. 信頼性: 規模拡大に伴うシステムの安定性向上

従来の問題:量子ビットを追加すると、システムの信頼性が低下していました。新しいブレークスルー:現在のシステムは規模を拡大するにつれて、より信頼性が高くなります。これにより30年来の問題が解決され、大規模量子コンピュータが実際に構築可能になります。 最近の進歩: - ハーバード大学/MIT/QuEra(2025年11月): 閾値以下の性能を持つ初の完全な耐障害性アーキテクチャ - Quantinuum Helios(2025年11月): 2:1のエラー訂正比、99.921%のゲート忠実度

5. 速度: 演算の実行速度

ビットコインを破るには1,260億回の連続演算が必要です。現在のシステム:数百万回の演算。より高速なゲート(ナノ秒からマイクロ秒)がより深い計算を可能にすることで、ギャップは縮小しています。 最近の進歩: - 超伝導量子ビット: 20~100ナノ秒(Google、IBM) - 捕捉イオン: 1~100マイクロ秒(Quantinuum、IonQ)

6. ネットワーキング: 複数の量子システムの接続

実現困難な10,000量子ビットのコンピュータを1台構築する代わりに、大陸規模の距離にわたって10台の1,000量子ビットのコンピュータをネットワーク化できるようになりました。 最近の進歩: - シカゴ大学(2025年11月): 2,000~4,000kmの量子ネットワーク(200~400倍の改善) - 中国: 2,000km以上の運用中の量子ネットワーク(2017年から)

7. 合理的設計: 仕様に基づく量子ビットの設計

試行錯誤から、予測可能な特性を持つ量子システムの計算設計への移行。 最近の進歩: - シカゴ大学/アルゴンヌ研究所(2025年11月): 第一原理から分子量子ビット性能を予測する初の計算手法 - スタンフォード大学チタン酸ストロンチウム(2025年11月): 極低温量子操作に最適化された材料の発見

ポスト量子暗号への企業移行

ビットコインとイーサリアムが解決策を模索する中、集中型システムは既に移行を進めています。銀行、企業、クラウドプロバイダーは、2030-2035年の規制期限を満たすため、ポスト量子暗号を積極的に展開しています。技術は準備が整っており、移行は進行中です。

既に移行済みの主要インフラ

Cloudflare(2025年10月): インターネットトラフィックの50%以上がポスト量子暗号で保護されており、これは世界最大のPQC展開です。Cloudflareのインフラは数百万のウェブサイトにサービスを提供しており、PQCが大規模でパフォーマンス問題なく機能することを実証しています。 AWSとAccenture: 金融機関、政府機関、Fortune 500企業にサービスを提供する包括的な企業移行フレームワークを開始しました。完全な移行には3~5年かかるという現実に対応した複数年の段階的アプローチを採用しており、これが2030年の期限に向けて今すぐ開始する理由です。

対照的な状況

集中型システム: 調整されたインフラ更新により現在移行中。AWS、Cloudflare、Microsoft、Googleが顧客のために複雑性を管理。 ビットコイン/イーサリアム: 数百万の独立したユーザーを調整し、数十億のハードウェアウォレットを更新し、ネットワークコンセンサスを達成し、100%の参加を期待する必要があります。これは5~10年を要するプロセスですが、まだ開始されていません。 インフラは存在します。移行は進行中です。従来の金融は準備を進めています。暗号資産は準備していません。

ビットコインの量子脆弱性を理解する

実際に何が破られるのか?

ビットコインは、量子脆弱性が大きく異なる2つの異なる暗号システムを使用しています:

  • SHA-256(マイニング) - 量子耐性あり:グローバーのアルゴリズムは2次のスピードアップのみを提供します。マイニングに意味のある影響を与えるには数億の量子ビットが必要です。事実上量子耐性があります。
  • ECDSA secp256k1(トランザクション署名) - 脆弱:ショアのアルゴリズムは指数関数的なスピードアップを提供します。完全に破るには約2,330の論理量子ビットのみが必要です。量子コンピュータに対して非常に脆弱です。
  • 結果:ブロックチェーン台帳は安全なままですが、個々のウォレット残高は盗まれる可能性があります。なぜなら、所有権を証明する暗号署名が脆弱だからです。
  • 結論:全ビットコインの約30%(約590万BTC)は、攻撃者が将来の解読のために今日既に収集している暗号鍵を恒久的に露出しています。

2段階の量子脅威

量子脅威は、異なる能力と目標日を持つ2つの波で到来します:

  • 第1段階:CRQC-休眠(2029-2032年) - 「今収集、後で解読」を使用して、数時間から数日かけて鍵を破る。ターゲット:休眠/露出ウォレットの約590万BTC(P2PKの190万BTC、再利用アドレスの400万BTC、すべてのTaprootアドレス)。要件:拡張計算時間で約1,600-2,000の論理量子ビット。
  • 第2段階:CRQC-アクティブ(2033-2038年) - ビットコインの10分のブロック時間内に鍵を破る。ターゲット:トランザクション中のすべての1,900万以上のBTC。要件:高速ゲート速度の2,330以上の論理量子ビット、10分未満で1,260億の操作を完了。
  • 企業目標:IonQは2028年までに1,600の論理量子ビットを目指しています。IBMは2029年までに200の論理量子ビット(Starling)、2033年までに2,000(Blue Jay)を目標としています。Googleは2029年までにエラー訂正システムを目指しています。Quantinuumは2030年までに「数百」の論理量子ビットを目標としています。

Key Risk: 従来の推定では、論理量子ビット1つあたり1,000-10,000の物理量子ビットが必要でした。Quantinuumは2:1の比率を達成しました。ネットワーキング機能により、複数の小型システムが協力して同じ結果を達成できるようになりました。

ビットコインウォレットの脆弱性の内訳

恒久的に露出(今収集、後で解読)

  • Pay-to-Public-Key(P2PK):190万BTC - 公開鍵がUTXOに直接記録されています。保護は不可能です。サトシ・ナカモトの約100万BTCを含みます。
  • 再利用アドレス(すべてのタイプ):400万BTC - 最初の支出後に公開鍵が明らかになります。残りの残高は恒久的にリスクにさらされています。
  • Pay-to-Taproot(P2TR):増加中の量 - アドレスは資金受領時に直接公開鍵をエンコードします。最初の受領時に即座に露出します。
  • 恒久的に露出している合計:約590万BTC(流通供給量の28-30%)。ビットコインコア開発者のピーター・ウィレは2019年に約37%と推定しました。

一時的に露出(10-60分のウィンドウ)

  • 新しいP2PKH、P2WPKH、P2SH、P2WSH:トランザクション中(メモリプールで10-60分)のみ脆弱。
  • 現在の安全性:最初の使用まで安全。
  • 攻撃要件:10分未満での完全なショアのアルゴリズム実行。
  • 保護:アドレスを再利用しない(ただし、一度露出すると保護は永久に失われます)。

政府の警告と義務

米国連邦量子セキュリティ義務

米国政府は、すべての連邦システムおよび規制産業全体でポスト量子暗号への移行を要求する包括的な指令を発行しました。

NISTポスト量子標準

2024年8月

3つの量子耐性アルゴリズムを公開:ML-KEM(Kyber)、ML-DSA(Dilithium)、SLH-DSA(SPHINCS+)。

  • 2030年:ECDSAの非推奨化 - 新システムでの使用は推奨されません
  • 2035年:ECDSAの禁止 - すべての連邦システムから使用禁止
  • 現在 - 2030年:すべての機関は移行計画を開始する必要があります

影響分析: secp256k1を含むECDSAは、ビットコインとイーサリアムの暗号基盤です。米国政府は2035年までにこの暗号化技術を公式に安全でないと分類します。これらの義務により、世界中の政府や規制機関は、ビットコインとイーサリアムがこれらの期限までに複雑な複数年のアップグレードプロセスを完了しない限り、これらの資産の保有または取引を禁止することを余儀なくされます。

NSA要件

CNSA 2.0は、特定のアルゴリズム要件を持つ国家安全保障システムの即時計画を義務付けています。高価値および長寿命資産を優先する必要があります。2035年までに完全移行。

連邦準備制度の警告

2025年10月

連邦準備制度は、量子コンピュータが暗号資産セキュリティに実存的脅威をもたらすことを明確に警告しました。国家が積極的に「今収集、後で解読」攻撃を追求しています。現在のブロックチェーン暗号化は完全に破られます。過去のトランザクションデータが露出します。主要な暗号資産は現在保護されていません。

国際政府義務

同盟国は量子安全移行タイムラインを調整しており、一部は米国よりもさらに速く進んでいます。

カナダ

NISTのロードマップに従う - ECDSA 2030年非推奨、2035年禁止

オーストラリア

より積極的なタイムライン - 2030年までに暗号標準の更新

「今収集、後で解読(Harvest Now, Decrypt Later)」攻撃

HNDLとは何か?

敵対者は、量子コンピュータが利用可能になった時点で解読する計画で、現在暗号化されたブロックチェーンデータを既に収集しています。連邦準備制度は2025年10月、これらの攻撃が将来ではなく現在発生していることを確認しました。

なぜこれが重要なのか

  • 過去のトランザクションを後から保護することは不可能 - ブロックチェーンの不変性がこれを阻みます
  • プライバシーは既に侵害されています - あなたのトランザクション履歴は今この瞬間も収集され続けています
  • 今日行われたすべてのトランザクションが、量子コンピュータが実用化された時点で解読可能になります
  • ビットコイン全体の約30%(約590万BTC)の公開鍵が永久的に露出しており、量子攻撃を待つ状態です
  • ソフトウェアアップデートでは保護不可能 - 数学的に暗号が破られることが確定しています

リスクにさらされているのは誰か?

  • サトシ・ナカモトのPay-to-Public-Keyアドレスの約100万BTC
  • ビットコインアドレスを再利用したことがある人(露出している400万BTC)
  • すべてのTaproot(P2TR)アドレス保有者 - 資金受領時に即座に鍵が露出
  • 量子安全なアドレスへの移行方法がない高額の休眠ウォレット
  • 将来:量子コンピュータが10分で鍵を破れるようになった時点でのすべてのビットコインとイーサリアムユーザー

緊急性をどれだけ強調してもし過ぎることはありません

なぜ2026年が重要なのか

NISTは、量子コンピュータの実用化前に移行を完了するため、2026年までに移行開始を義務付けています。タイムラインの計算は厳しい現実を示しています:

  • 量子コンピュータ:2029-2032年(IBM、Google、IonQ、Quantinuumからの収束タイムライン)
  • ビットコインアップグレードプロセス:最低4-7年(SegWitはコンセンサスだけで2年以上かかった)
  • NIST期限:2030年非推奨化、2035年禁止
  • 結論:ビットコインは2-3年前に開始する必要がありました

ウィンドウが閉じつつあります

行動しない毎日が状況を悪化させます:

  • より多くのトランザクションがHNDL攻撃に対して脆弱になります
  • 数百万のユーザーにわたる調整の課題が増大します
  • 量子コンピュータが指数関数的に改善する中、移行ウィンドウが狭まります
  • 移行が完了する前に量子コンピュータが到来するリスクが増加します
  • 敵対者は将来の解読のために暗号化されたデータを収集し続けます

移行の課題

  • ビットコイン:移行に76-568日分のブロックスペースが必要。ガバナンスのコンセンサスが必要(SegWit戦争は何年もかかった)。露出している価値は7,000億ドル以上。2035年までに完了するには2026年までに開始する必要があります。
  • イーサリアム:現在すべてのイーサの約65%が量子攻撃にさらされています。量子耐性署名は37-100倍大きい(大規模なガスコスト増加)。目標:量子耐性機能を備えたイーサリアム3.0を2027年に。
  • 技術的課題:どの量子耐性アルゴリズムを使用するかについてコンセンサスがありません。数百万のユーザーの調整が必要です。署名サイズの複雑さに直面(40-70倍大きい)。加速する量子タイムラインとの競争。

QRLが他と異なる理由

ビットコインとイーサリアムが量子脅威という存亡の危機に直面し、対策を急ぐ中、QRLは最初から量子セキュアな設計で構築されています。 • 2018年6月26日メインネット稼働開始 - 7年以上の安定運用実績 • NIST承認のXMSS署名を採用(2020年標準化) • 複数回にわたる外部セキュリティ監査を実施(Red4Sec、X41 D-Sec) • NIST 2030/2035の期限をすでに満たしています

緊急対応の必要なし。パニック駆動の改造もなし。脆弱な過去もなし。準備が整い次第、計画的に進化します。

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