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研究キーワード：東京大学における「情報理論」 に関係する研究一覧：9件
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発表日：2026年3月16日
この記事は2026年3月30日号以降に掲載されます。
1
「見えない入力」から情報の流れを読み解く
――デュアルレポーター法を用いた細菌走化性の情報処理の解明――
この記事は2026年3月30日号以降に掲載されます。
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発表日：2026年3月4日
2
量子状態が未知であっても最適な仕事の取り出しが可能であることを証明
東京大学大学院総合文化研究科の渡邉開人大学院生（修士課程）、髙木隆司准教授による研究グループは、物質の最小の構成要素である量子に対して成り立つ熱力学の枠組みで、与えられた量子状態の詳細に一切依存せず、最適な仕事の取り出し性能を達成する単一の熱力学的な操作が存在することを証明しました。 量子コンピューターなどさまざまな応用が期待される量子デバイスを実現する量子制御技術を発展させる上で、熱力学的な法則がどのようにミクロな量子系を支配し、可能な操作に原理的な制限を与えるかを深く理解することは必要不可欠です。本研究では、どんな量子状態に適用しても最適な仕事の取り出しを達成することができる...
キーワード：タスク/情報理論/量子コンピュータ/量子情報/量子情報処理/量子制御/ノイズ/量子センシング/量子デバイス/熱力学/センシング/ナノスケール
他の関係分野：情報学数物系科学総合理工工学
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発表日：2026年1月8日
3
インフルエンザウイルスの変異予測・ワクチン設計に道
――集団内の「潜在的変異プール」を単一分子ゲノム解析で可視化――
東京大学大学院工学系研究科の玉尾研二大学院生、東京大学大学院工学系研究科（兼）プラネタリーヘルス研究機構 野地博行教授、田端和仁准教授の研究グループは、インフルエンザウイルス集団の内部に潜む遺伝子多様性を、単一RNA分子レベルで高精度に計測できる新しいゲノム解析法を確立しました。本研究では、ウイルスRNAから合成したDNAにユニーク分子識別子（UMI）を用いて、シーケンス由来の誤りを劇的に低減しました。その結果、1塩基当たり10-5程度という極めて低い誤り率で、インフルエンザウイルス集団内の変異分布を測定することに成功しました。この手法を、1個のインフルエンザウイルス粒子か...
キーワード：情報理論/人工知能（AI）/分子識別/単一分子/変異体/ゲノム解析/RNA/インフルエンザ/インフルエンザウイルス/ウイルス/ゲノム/ワクチン/遺伝子
他の関係分野：情報学総合理工工学農学
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発表日：2025年10月30日
4
量子情報の未解決問題「一般化量子Steinの補題」を証明
～量子リソースの最適な変換効率に関する普遍的法則を定式化～
東京大学大学院情報理工学系研究科の山崎隼汰准教授は、香港中文大学（深圳）データサイエンス学院の林正人校長講座教授と共同で、量子情報理論における重要な未解決問題だった「一般化量子Steinの補題」（Steinの補題と呼ばれる統計に関する補助的な定理を量子の世界に広げて一般化したもの）を証明し、量子リソースの最適な変換効率に関する普遍的な法則を定式化しました。これは、量子情報処理に役立つリソースの識別可能性や変換可能性を統一的に解析できる理論の枠組みを構築するものです。...
キーワード：情報理論/量子計算/量子コンピュータ/量子情報/量子情報処理/量子通信/熱力学/量子情報理論
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2025年10月1日
5
不確実な生体集団を制御する新理論を開発
――制御と情報を融合した手法で多様な生物現象への応用に道――
東京大学 大学院情報理工学系研究科の堀口 修平 博士課程（研究当時）（現：金沢大学 ナノ生命科学研究所 特任研究員）と、同大学 生産技術研究所 兼 生物普遍性連携研究機構 小林 徹也 教授による研究グループは、不確実に変動する生体集団の振る舞いを最適に制御する理論的枠組みを構築しました。本研究では、制御コストとして情報理論に基づくfダイバージェンスやその特殊形のKullback-Leibler（KL）情報量を導入することで、複雑な制御方程式を容易に解くことに成功しました。そして、分子モーターの輸送、生物集団の多様性維持、感染症の流行制御といった異なる文脈の問題に共...
キーワード：ダイバージェンス/情報量/機械学習/最適化/情報理論/偶然性/確率制御/統計物理/統計物理学/非線形/普遍性/個体群/生産技術/シミュレーション/ダイナミクス/データ処理/モーター/ロボット/制御工学/制御理論/動力学/人工細胞/一細胞/生態系/生物多様性/分子モーター/がん免疫/がん免疫療法/ニッチ/パンデミック/ゆらぎ/腸内環境/免疫療法/がん細胞/合成生物学/感染症
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学生物学工学総合生物農学
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発表日：2025年8月30日
6
量子情報流を活用した「マクスウェルのデーモン」を実現
―エネルギー効率に優れた量子制御の実現に向けて―
東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の矢田 季寛大学院生、沙川 貴大教授、同大学素粒子物理国際研究センターの吉岡 信行准教授（研究当時：同大学大学院工学系研究科物理工学専攻助教）、ハーバード大学物理学専攻のピーター・ヤン・スタス大学院生、アジーザ・スレイマンザーデ研究員、ミハイル・ルキン教授、同大学工学・応用科学スクールのエリック・クナル大学院生らによる研究グループは、シリコン空孔中心の電子スピン量子ビットに対して、状態の測定とその測定結果に応じたフィードバック操作を繰り返し行うことで、量子情報の「流れ」を活用して熱力学的エントロピーを減少させる「マクスウェルのデー...
キーワード：情報量/FPGA/プロトコル/時系列解析/情報理論/信号処理/人工知能（AI）/結晶格子/コヒーレンス/パルス/情報熱力学/熱機関/非平衡/非平衡熱力学/量子もつれ/量子情報/量子制御/量子測定/量子多体系/エントロピー/ノイズ/素粒子/素粒子物理/量子ビット/反射率/電子回路/エネルギー効率/熱力学/シリコン/スピン/フィードバック/フィードバック制御/マイクロ/マイクロ波/レーザー/電磁波/不確かさ/量子効果/量子力学/エネルギー変換/ゆらぎ
他の関係分野：情報学数物系科学総合理工工学農学
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発表日：2025年8月30日
7
【研究成果】界面水の不均一性を原子レベルの分解能で解明
──高い構造情報量をもつ多孔性結晶を構造解析技術に応用──
東京大学大学院総合文化研究科の堀内新之介講師、東京大学物性研究所の原田慈久教授、東京理科大学理学部第一部化学科の大坪主弥准教授、高輝度光科学研究センターの池本夕佳主席研究員、北里大学未来工学部の渡辺豪教授、広島大学放射光科学研究所の高橋修特任教授、長崎大学大学院総合生産科学研究科の林幹大准教授および馬越啓介教授らの研究グループは、新しいタイプの多孔性結晶を創出し、その結晶に含まれる界面水が温度や界面からの距離に依存した動的挙動を示すことを明らかにしました。 生体分子や高分子材料の表面に存在する水分子は界面水と呼ばれ、さまざまな場面で重要な役割を担っています。そのため、界面...
キーワード：情報量/AI/機械学習/情報理論/環境変化/分析技術/コヒーレント/幾何学/水素結合ネットワーク/水分子/複雑系/分子動力学シミュレーション/輸送現象/SPring-8/エントロピー/速度論/軟X線/分光学/放射光/スペクトル/赤外線/水クラスター/分子構造/構造形成/赤外分光/多孔性結晶/らせん構造/高分子/分子集合体/結晶構造解析/静電相互作用/多孔性配位高分子/配位結合/配位高分子/分子素子/有機分子/赤外分光法/材料科学/エキシトン/結合状態/金属有機構造体/固体表面/ファンデルワールス力/赤外光/発光分光/有機材料/社会貢献/塩化物イオン/細孔構造/情報エントロピー/動的挙動/アモルファス/単結晶/電子状態/シミュレーション/ナノメートル/ポリマー/拡散係数/機能性材料/極低温/金属イオン/結晶化/高分子材料/水素原子/単結晶X線構造解析/動力学/分解能/分子動力学/X線構造解析/機能材料/機能性/結晶構造/構造決定/結晶性/酵素活性
他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物農学
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発表日：2025年8月2日
8
非平衡熱力学の知見から拡散モデルの最適手法を提案
熱力学的散逸と生成誤差をつなぐ関係式を導出
東京大学工学部計数工学科の池田滉太郎学部4年生、東京大学理学部地球惑星物理学科の宇田智哉学部4年生、株式会社Preferred Networksの岡野原大輔代表取締役 CTO、東京大学大学院理学系研究科の伊藤創祐准教授は、非平衡熱力学 における熱力学的なトレードオフ関係のアナロジーによって、非平衡熱力学を用いて拡散モデル...
キーワード：アナロジー/コンピューティング/生成モデル/機械学習/情報理論/人工知能（AI）/拡散現象/微分幾何/微分幾何学/拡散過程/幾何学/金融市場/統計物理/統計物理学/非平衡/非平衡熱力学/不可逆性/普遍性/揺らぎ/エントロピー/ノイズ/データ解析/惑星/トレードオフ/熱力学/シミュレータ/ダイナミクス/エネルギー変換/ミクロデータ/パフォーマンス/ゆらぎ
他の関係分野：情報学数物系科学生物学工学農学
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発表日：2025年5月29日
9
イジング模型の動的臨界指数の下限z ≥ 2を厳密に証明
―100年来の未解決問題に対しての理論的進展―
東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の政岡凜太郎大学院生（修士課程2年）、渡辺悠樹准教授、および米ハーバード大学の副島智大研究員による研究グループは、古典統計力学の基本模型であるイジング模型における動的臨界指数zに対して、任意の空間次元で普遍的に成り立つ厳密な下限z ≥ 2を世界で初めて証明することに成功しました。この成果は、動的臨界現象の理解における100年来の未解決問題に対して、理論的なブレイクスルーを与えるものです。 イジング模型は、強磁性相転移の記述を目的として1925年にエルンスト・イジング...
キーワード：オープンアクセス/マルコフ連鎖モンテカルロ法/情報理論/ハミルトニアン/マルコフ過程/イジング模型/スピン系/フラストレーション/マルコフ連鎖/確率過程/厳密解/相関関数/相転移現象/超伝導体/統計物理/統計力学/非線形/非線形応答/非平衡/非平衡ダイナミクス/非平衡系/物性物理/量子情報/量子多体系/臨界現象/臨界指数/臨界点/相転移/力学系/スペクトル/モンテカルロ法/超伝導/磁性体/材料科学/スピン緩和/強磁性/シミュレーション/スピン/ダイナミクス/量子情報理論/緩和時間
他の関係分野：情報学数物系科学総合理工工学農学