QunaSys、シャープと次世代電池材料探索における量子計算活用を推進

NEDO事業での共同研究を通じ、材料開発への量子・古典ハイブリッド計算の適用可能性を検証

量子コンピュータ向けソフトウェア・アルゴリズムの開発を手がける株式会社QunaSys（本社：東京都文京区、代表取締役CEO：楊 天任、以下「QunaSys」）は、シャープ株式会社（以下「シャープ」）と、次世代電池材料の探索に量子コンピューティングを活用するための共同研究を進めています。

本取り組みは、NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の「NEDO懸賞金活用型プログラム／量子コンピュータを用いた社会問題ソリューション開発」において、「電池材料の探索における量子計算の活用」をテーマに採択されたものです。2025年度は、量子計算を材料開発へ適用するための具体的な検討を進めました。

共同研究では、量子アルゴリズムを実行するだけでなく、材料開発上の課題をどのように計算問題へ落とし込み、従来の化学計算と量子計算をどのように組み合わせ、得られた結果をどのように評価するかという一連のプロセスを検討しました。

2025年度の取り組みを通じて、次世代電池材料への量子計算活用に向けた知見を蓄積するとともに、今後より実用的な物性予測へつなげていくために必要となる、計算対象のスケール拡大や量子・古典計算の組み合わせ方など、次の技術課題と研究の方向性を明確にしました。

シャープでは、脱炭素社会やサーキュラーエコノミーの実現に向け、次世代電池の材料開発に取り組んでいます。

一方、電池材料の候補は膨大であり、実験のみで有望な材料を絞り込むには多くの時間とコストが必要です。化学計算を活用した材料探索は有力な手段であるものの、計算コストの制約から、十分な精度や規模で扱うことが難しい課題も残されています。

こうした背景から、将来的に従来のコンピュータでは現実的に扱うことが難しかった計算や、より高精度な物性予測への活用が期待される量子コンピューティングに着目しました。量子アルゴリズムに強みを持つQunaSysと連携し、材料開発への応用可能性を検討してきました。

共同研究では、シャープが持つ電池材料・デバイス開発の知見と、QunaSysが持つ量子アルゴリズムや量子化学計算の知見を組み合わせています。

シャープが持つ「材料開発において何を、どの程度の精度で予測できれば価値につながるか」という視点に対し、QunaSysは、それらを量子計算で扱うための問題設定やアルゴリズム設計などを支援しました。量子計算だけでなく、従来の化学計算を含めた計算モデルの構築、条件設定、結果の解釈についても検討を進めています。

2025年度は、小規模な分子モデルを用いて量子計算の適用可能性を検証しました。研究を通じ、計算結果を得るだけでなく、その数値が材料開発の観点から妥当であるかを評価するための知見も蓄積しています。今後の重要なテーマの一つが、計算対象となる材料モデルのスケール拡大です。より実用的な物性予測へつなげるため、材料全体から計算上重要な部分をどのように抽出するか、問題をどのように分割するか、古典計算と量子計算をどのように組み合わせるかといった技術課題について、さらなる検討を進めていきます。

シャープが将来的に目指すのは、資源制約が小さく、安全性や耐久性にも優れた次世代電池材料の実現を通じ、脱炭素社会とサーキュラーエコノミーに貢献することです。 

今後、既知材料を対象とした計算値と実験値の比較から予測精度を検証し、扱える材料規模や候補数を拡大。将来的には、古典計算だけでは評価が難しい材料についても量子計算と古典計算を組み合わせて有望な候補を絞り込み、その予測結果を実際の合成・評価へフィードバックする材料開発プロセスへの展開を見据えています。また、将来的には「求める物性を入力すると、それを実現し得る新規材料の候補が提示される」ような材料開発の姿も視野に、量子コンピューティングだけでなく、AIやシミュレーションなどの技術を組み合わせた研究開発が期待されています。   

量子コンピューティングのように技術変化が速い領域では、一社のみですべての技術や知見を蓄積することは容易ではありません。

今回の共同研究では、実際の製品・材料、実験、社会実装に関する知見を持つシャープと、量子アルゴリズムを専門とするQunaSysが連携することで、先端的な量子技術を具体的な産業課題へ接続する取り組みを進めています。

NEDOのオープンな研究開発の枠組みをきっかけに両社が連携し、研究成果や相互理解を深めることで、今後の共同研究や量子コンピューティングの産業応用につながる技術基盤の構築を進めてまいります。

今回の共同研究について、シャープ株式会社 研究開発本部で本取り組みを担当する研究者へのインタビューを公開しています。

共同研究の背景、2025年度の取り組み、QunaSysとの研究体制、今後の技術課題、量子計算を活用した将来の材料開発像などについて紹介しています。

詳細はこちら↓

「ほしい物性」から、材料が生まれる未来へ。
シャープが挑む、量子計算による次世代電池材料開発

https://qunasys.com/case/posts/2026-sharp-cae

QunaSysは、化学や材料科学をはじめとする産業向け量子アルゴリズムの開発を推進する量子コンピュータソフトウェア企業です。量子機械学習や量子化学に加え、量子技術を活用したCAE（Computer Aided Engineering）分野にも注力し、学術機関、産業界、政府機関と連携しながら、量子コンピュータの産業応用に向けた研究開発を進めています。

会社名：株式会社QunaSys
本社：東京都文京区白山1-13-7 アクア白山ビル9F
代表取締役CEO：楊 天任
設立：2018年2月
URL：https://qunasys.com/