新興深科技企業在IBM量子電腦上率全球之先執行FeMoCo分子108量子位元計算：開闢了曾被認為只有量子電腦才能解開的化學精度計算之路

深科技企業H.I.Council（位於東京都澀谷區，代表：濵之上 太）利用IBM的量子電腦ibm_pittsburgh（Heron r2，156量子位元），率全球之先在實機上執行了作為固氮酶活性中心的FeMoCo分子108量子位元規模的電子結構計算，並將結果作為論文公開發表。該研究證實了量子電腦長期以來作為「殺手級應用」目標的FeMoCo化學精度計算，可透過運用量子化學知識的古典DMRG-AFQMC管道在48量子位元系統中達成，同時也首次明確了當前量子電腦所具備的定量極限（相干牆）。該論文已在日本化學會等主要化學會共同營運的預印本伺服器ChemRxiv以及開放取用資料庫Zenodo上公開。ChemRxiv (DOI:10.26434/chemrxiv.15001770/v2)，Zenodo (DOI: 10.5281/zenodo.19463795)，相關技術已申請專利（特願2025-182361）。

【研究背景】
FeMoCo（鐵鉬輔因子，MoFe7S9C）是負責生物固氮作用的固氮酶之活性中心，其電子結構的精確計算是農藥及肥料產業中設計新型觸媒的關鍵。2017年，Reiher等人將計算FeMoCo電子結構所需的計算規模估算為「108量子位元」，並將其定位為量子電腦的「殺手級應用」。自此，FeMoCo便被視為量子電腦業界的長期目標。

然而，目前的NISQ量子電腦因雜訊限制了多體相關的精度，至今仍未有在實機上完成FeMoCo規模計算並量化其結果有效性的研究。

【本研究成果】
H.I.Council在IBM最新量子處理器ibm_pittsburgh（Heron r2，156量子位元）上，實機執行了跨越48、56、80、108量子位元四個尺度的FeMoCo電子結構計算。主要成果有以下四點：

第一，全球首次實機執行108量子位元規模的FeMoCo計算，並透過無相位輔助場量子蒙地卡羅法（ph-AFQMC），使統計誤差達到±0.67 mHa（毫哈特里）。這是量子硬體在此規模計算中所達成的史無前例的精度。不過，要達成化學精度還需要進一步改善系統誤差（無相位偏差），這一點已被明確列為下一個研究課題。

第二，透過跨越多個尺度的空間相關性測量，量化了隨電路深度增加而導致的相關振幅系統性衰減。結果顯示，即使窮盡約20種貝葉斯估計方法，在108量子位元規模下可提取的相關訊號上限為r ≈ 0.03，他們將此命名為「相干牆」。這是首度對當前量子電腦的定量極限進行的系統性測量。

第三，利用深植於量子化學的古典計算手法（DMRG多行列式試探波函數 + ph-AFQMC），在48量子位元系統的FeMoCo電子結構計算中達成了化學精度（+1.07 mHa）。這項結果表明，量子電腦業界長年認為「只有量子計算才能解開」的FeMoCo化學精度計算，透過從另一條路徑（古典量子化學手法）運用量子力學的知識也是可以達成的。這並非否定量子電腦，而是意味著「廣義的量子霸權」，即將量子力學的理解轉化為實用的多條路徑之一已經開花結果。

第四，基於上述見解，對次世代量子硬體的改善提出了三個具體的建設性方向（擺脫各向同性熱平衡、優先考量連接品質而非量子位元數、為保持資訊骨幹而進行的硬體偏差設計）。這些作為可驗證的假設，是對量子硬體社群的呼籲。