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研究キーワード：東京大学における「アルゴリズム」 に関係する研究一覧：27件
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発表日：2026年3月5日
1
導波路型光デバイスによる世界最高品質のスクイーズド光生成に成功
～信頼性の高い実用的な光量子コンピュータの実現に大きく前進～
：◆量子ノイズが圧縮された光（スクイーズド光）は光量子コンピュータの根源であり、高品質かつ広帯域であることが高速量子計算には求められています。◆今回、光デバイスや制御システムの改良により、テラヘルツ級の広帯域性を有する光パラメトリック増幅器を用いて、導波路型光デバイスでの世界最高となる10.1 dBの量子ノイズ圧縮に成功しました。◆光通信波長帯で実現したこの成果は、IOWN技術を融合した高速な量子コンピュータの実現を可能にし、ニューラルネットワーク応用や、将来的な誤り耐性型高速量子コンピュータ実現を大きく加速します。 NTT株式会社（以下...
キーワード：誤り訂正/量子アルゴリズム/アルゴリズム/ニューラルネットワーク/最適化/符号化/量子計算/非線形/閉じ込め/量子コンピュータ/量子もつれ/量子情報/量子情報処理/ノイズ/広帯域/テラヘルツ/磁場/量子ビット/振動子/スクイーズド光/共振器/光デバイス/光通信/光導波路/導波路/非線形光学/非線形光学効果/分極反転/誘電体/ニオブ/強誘電体/ニオブ酸リチウム/ニューラルネット/リチウム/制御システム/低消費電力
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2月27日
2
対称性による量子測定アルゴリズムの加速を発見
―誤り耐性量子シミュレーションの実用化に向けて―
東京大学大学院工学系研究科の小泉 勇樹 大学院生、同大学素粒子物理国際研究センターの吉岡 信行 准教授、慶應義塾大学大学院理工学研究科の和田 凱渡 大学院生、大阪大学量子情報・量子生命研究センターの水上 渉 教授らによる研究グループは、量子コンピュータの計算対象が従う対称性を活用し、多数の物理量を効率的かつ高精度に測定する量子アルゴリズムを開発しました。これまでの測定手法においては、量子力学的な理論限界である「ハイゼンベルク限界」を達成する高精度測定が実現できても、現実的な実行コストが膨大になってしまう、という問題がありました。本研究では、測定対象となる物理量が、共通...
キーワード：量子アルゴリズム/ベンチマーク/アルゴリズム/タスク/量子計算/ハバード模型/強相関電子/強相関電子系/高エネルギー/対称性/電子相関/物性物理/量子コンピュータ/量子シミュレーション/量子化/量子情報/量子相関/量子測定/量子多体系/スケーリング/素粒子/素粒子物理/量子化学/モリブデン/金属クラスター/窒素固定/強相関/シミュレーション/スピン/量子力学/きのこ
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発表日：2026年1月29日
3
量子版「カオスの縁」で計算能力が最大化
―脳や生態系に共通する普遍現象を量子多体系で発見―
◆ 量子多体系のダイナミクスを計算に活用する機械学習手法「量子リザバーコンピューティング」について、量子カオスを示す代表的な模型を用いて性能を系統的に解析しました。◆ 秩序とカオスの境界に位置する量子版「カオスの縁」において、量子リザバーコンピューティングの計算能力が最大となることを明らかにしました。◆ 脳活動や生態系モデルなどの複雑系で注目されてきたカオスの縁が、量子の世界でも重要な役割を果たすことを示し、古典系と量子系を貫く新たな普遍的視座を提供する成果です。 ...
キーワード：量子アルゴリズム/コンピューティング/ベンチマーク/リアルタイム処理/アルゴリズム/スーパーコンピュータ/タスク/ニューラルネットワーク/機械学習/高性能計算/最適化/脳活動/固有値/ランダム行列/ランダム行列理論/相転移現象/非線形/普遍性/複雑系/物性物理/量子カオス/量子ダイナミクス/量子情報/量子多体系/カオス/相転移/スペクトル/超伝導/環境適応/量子コンピューティング/ダイナミクス/ニューラルネット/生態系モデル/量子力学/生態系/リザバーコンピューティング
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発表日：2026年1月9日
4
PQCに関する暗号解読コンテストで世界記録を達成
～効率的な次世代暗号の実現に向けた安全性評価の理論を実証～
株式会社KDDI総合研究所と東京大学大学院情報理工学系研究科の修士2年 若尾 武史 大学院生、相川 勇輔 助教、高木 剛 教授は、次世代暗号として米国で標準化が進められている耐量子計算機暗号（以下 PQC：Post-Quantum Cryptography）の暗号解読コンテスト「Challenges for code-based problems」において、3元体にもとづく210次元、220次元、230次元、240次元の符号暗号の解読に成功しました。また、2025年12月15日、本成果により3元体にもとづく符号暗号は米国標準PQCの符号暗号と比べ、1/10以下の次元数（データサイズ）で同等の安...
キーワード：電子署名/アルゴリズム/モノのインターネット（IoT）/情報セキュリティ/並列処理/量子計算/センサー/安全性評価/標準化
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発表日：2025年12月8日
5
グリッドシェルの新しい形状決定手法
──複雑形状も設計可能に──
東京大学大学院総合文化研究科の三木優彰助教と、米国Thornton Tomasetti勤務の構造エンジニアToby Mitchellは共同研究により、建築大空間構造の一つであるグリッドシェルの形状決定問題の数値解法の大幅な改善を達成しました。これは既存のAiryの応力関数を用いた手法に新しくSchaefer-Gurtin応力関数を用いた手法を組み合わせるというものです。 従来のAiryの応力関数を単独で用いた手法では、複雑な境界形状では計算が破綻してしまいました。新手法により、複雑な境界形状でも計算が破綻することがなくなりました。また、これまでGPUを用い...
キーワード：グラフィックス/形状処理/GPU/アルゴリズム/プレゼンテーション/数値解法/Grid/トポロジー/応力場/生産技術/ボトルネック/空間構造/材料力学/膜構造
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発表日：2025年11月13日
6
HTLV-1感染が宿主細胞の遺伝子発現の設計図を再構築
――HTLV-1関連脊髄症の炎症増幅サイクルのメカニズムを発見――
東京大学大学院新領域創成科学研究科の山岸誠准教授は、聖マリアンナ医科大学神経内科の山野嘉久主任教授、同大学難病治療研究センター病因病態解析部門の中島誠助教らと共同で、ヒトT細胞白血病ウイルス1型（HTLV-1）関連脊髄症（HAM、注1）の炎症を引き起こす中心的な分子MAP3K8を突き止めました。さらにMAP3K8は、HTLV-1 Taxというウイルス因子によるクロマチン構造の作り替え（リモデリング）を通じて過剰発現するメカニズムを明らかにしました。このMAP3K8から続くMAP3K8-MEK-ERK経路を標的としたMEK阻害剤が、強い炎症抑制効果を持つ可能性を示しました。...
キーワード：アルゴリズム/プロファイル/遺伝情報/ヒストン/キャリア/モデリング/診断法/クロマチン構造/リンパ腫/宿主因子/Tax/ATL/HTLV-1/クロマチンリモデリング/ゲノム情報/レジストリ/新規治療法/クロマチン/レトロウイルス/遺伝子発現プロファイル/治療標的/浸潤/染色体/早期診断/病理/リンパ球/分子標的/ヘルパーT細胞/リモデリング/HIV/RNA/Th1/T細胞/トランスクリプトーム/幹細胞/血液/抗炎症/自己免疫/阻害剤/転写因子/白血病/慢性炎症/免疫細胞/ウイルス/ゲノム/遺伝子/遺伝子発現/化学療法/感染症/細菌/神経疾患/難病/分子標的治療
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発表日：2025年11月11日
7
AIの力で複雑なスペクトルの自動解析が可能に！
～X線データから材料の構造・欠陥・電子状態を高精度で判別～
東京理科大学大学院 先進工学研究科 マテリアル創成工学専攻 修士2年の長谷川 礼佳氏、同Varadwaj Arpitaポスドク研究員、山崎 貴大助教、小嗣 真人教授、東京大学 物性研究所の新部 正人特任研究員、堀尾 眞史助教、松田 巌教授、東京科学大学 総合研究院の安藤 康伸准教授、筑波大学 数理物質系の近藤 剛弘教授、の共同研究グループは、教師なし機械学習（＊1）の一つであるUMAP（＊2）を用いた解析モデルを開発し、複雑な...
キーワード：高次元データ/データ駆動/類似度/アルゴリズム/クラスタリング/スーパーコンピュータ/機械学習/主成分分析/人工知能（AI）/多様体/X線吸収分光/トポロジー/光電子分光/低次元/非線形/物性理論/ノイズ/軟X線/分光学/スペクトル/吸収スペクトル/有機分子/結合状態/電子物性/電子分光/分子吸着/h-BN/状態密度/半導体デバイス/分光測定/ナノシート/局所構造/材料設計/電子構造/電子状態/電池/燃料電池/シミュレーション/センサー/解析モデル/自動化/第一原理/第一原理計算/電荷移動/導電性/半導体/微細構造/密度汎関数理論/量子力学/ホウ素/結晶構造/SPECT/スマートフォン
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発表日：2025年11月8日
8
マウスの「痛み」をAIで数値化
――マウスの表情から痛みを自動判定する新技術を開発――
東京大学大学院農学生命科学研究科の小林幸司特任講師・村田幸久准教授の研究グループは、人工知能(AI)の技術を応用し、マウスの「顔の表情」から痛みを自動で判定できる新しい解析手法を開発しました。これまでの動物実験では、痛みの有無を研究者が目視で観察して判断してきました。しかし、動物の顔の微妙な変化を人間の目で正確に見分けることは難しく、観察者の主観や経験により結果が異なることが課題でした。本研究では、AIの一種である畳み込みニューラルネットワークを活用し、マウスの表情画像をもとに客観的かつ自動的に痛みを判定するアルゴリズムを構築しました。本成果は、痛みの仕組解明や創薬研究の信頼性を飛躍...
キーワード：AI/アルゴリズム/ニューラルネットワーク/画像認識/畳み込みニューラルネットワーク/深層学習/人工知能（AI）/神経ペプチド/CAM/ニューラルネット/可視化技術/筋ジストロフィー/実験動物/動物福祉/片頭痛/運動機能/評価法/モデルマウス/マウス/ラット/創薬/薬理学/遺伝子/動物実験/標準化/放射線/疼痛
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発表日：2025年11月6日
9
動画AIがミツバチの行動から花資源を地図化
――都市・農地の花粉環境を評価する新手法を開発 ――
東京大学大学院農学生命科学研究科のSylvain Grison博士課程学生と郭威准教授らの国際共同研究グループは、自然環境下で撮影されたミツバチのワグルダンス(8の字ダンス)を動画AIにより自動解析し、その行動から花資源の位置を地図化する新手法を開発した。都市化の進展によりミツバチの採餌環境は急速に変化しており、生物多様性の維持と作物の受粉サービスの確保を両立させる科学的基盤の構築が求められている。本研究では、深層学習技術を用いてダンスの方向と時間から採餌資源の距離と方位を高精度に推定し、都市および農地における花粉資源の空間分布を世界で初めて可視化することに成功した。これにより、ミ...
キーワード：アルゴリズム/位置情報/最適化/深層学習/人工知能（AI）/資源利用/空間分布/人間活動/生態系サービス/適応策/気候変動/ミツバチ/データ処理/生産システム/花粉/食料安全保障/農地/生態系/資源管理/生物多様性/イミン
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発表日：2025年10月28日
10
ジャガイモ収穫現場のRGB-Dカメラ映像から“完全な三次元”を再構成:「3DPotatoTwin」データを公開
――収穫機の不完全3Dを補うAI基盤で、収量評価とスマート農業に貢献――
東京大学大学院農学生命科学研究科の王浩舟特任研究員と郭威准教授らと、株式会社クボタの研究グループは、農業ロボットや自動収穫機に搭載するカメラが捉える「部分的な3Dデータ」から、完全な3D形状を再現できるAIの学習を可能にするジャガイモ3Dペアデータセット「3DPotatoTwin」を開発しました。本データセットは、北海道十勝地方・更別村の圃場で収穫したジャガイモ339個体を対象に、収穫コンベア上でRGB-Dカメラ(Intel RealSense)による低解像度3Dスキャンと、写真測量法(Structure-from-Motion)による高精度3Dモデルをペア化したものです。この研究は、Pl...
キーワード：3Dモデル/3Dデータ/アルゴリズム/人工知能（AI）/SfM/アライメント/写真測量/ロボット/自動化
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発表日：2025年10月21日
11
対称性の破れを伴うノイズを量子演算から除去する新手法を提案
―演算過程の対称性を手がかりに、量子シミュレーションの精度を向上―
東京大学大学院工学系研究科の坪内 健人 大学院生、同大学大学院総合文化研究科の三橋 洋亮 東京大学特別研究員（研究当時、現・理化学研究所特別研究員）、高木 隆司 准教授、同大学素粒子物理国際研究センターの吉岡 信行 准教授らによる研究グループは、量子計算機の演算過程を表す「量子チャネル」の対称性を活用することで、ノイズを効率的に検出・除去する新しい手法「対称性チャネル検証法」を開発しました。これまで、対称性に基づくノイズ除去は主に量子状態という静的な情報に対してのみ行われており、その適用範囲は限られていました。本研究では、この方法が量子チャネルという動的な演算にも適用可...
キーワード：量子アルゴリズム/アルゴリズム/量子計算/高エネルギー/対称性/物性物理/量子コンピュータ/量子シミュレーション/量子化/ノイズ/素粒子/素粒子物理/量子化学/対称性の破れ/シミュレーション/量子力学
他の関係分野：情報学数物系科学化学工学
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発表日：2025年10月18日
12
セラミックス粒界における高速原子拡散の直接観察に成功
―セラミックスの焼結メカニズムの解明と新たな粒界設計指針の構築―
東京大学大学院工学系研究科附属総合研究機構の幾原雄一東京大学特別教授（兼：東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）教授）、柴田直哉教授、石川亮特任准教授、二塚俊洋特任研究員らのグループは、名古屋大学の松永克志教授、横井達矢准教授と共同で、原子分解能電子顕微鏡法と理論計算（シミュレーション、注2）により、原子が結晶粒界に沿って高速拡散（注4）する機構を明らかにしました。セラミックスの多結晶体に極微量の添加元素を導入すると、さまざまな材料物性の性能を向上させることができます。これまでに、結晶粒界が添加元素の高速拡散経路であることは知られていましたが、原子レベルでの...
キーワード：アルゴリズム/スーパーコンピュータ/ニューラルネットワーク/機械学習/産学連携/結晶格子/拡散過程/時間分解/物質科学/多結晶/多結晶体/超原子/時間分解能/電子線/電子輸送/材料科学/原子分解能/原子分解能電子顕微鏡/走査透過型電子顕微鏡/構造モデル/材料特性/STEM/イオン伝導/活性化エネルギー/原子構造/原子配列/材料設計/粒界偏析/アルミニウム/シミュレーション/ニューラルネット/格子欠陥/結晶粒界/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/透過電子顕微鏡/動力学/熱伝導/分解能/分子動力学/量子力学/空間分解能/分子動力学計算
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学総合理工工学
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発表日：2025年10月7日
13
ナノポア × 機械学習：複雑なタンパク質混合物の識別を可能にする新手法
東京大学大学院理学系研究科の上村想太郎教授、角田達彦教授、Lysenko Artem准教授、...
キーワード：ランダムフォレスト/マルチモーダル/学習アルゴリズム/アルゴリズム/フレームワーク/プロファイル/機械学習/最適化/人工知能（AI）/並列化/分析技術/環境分析/揺らぎ/物理化学/トランスロコン/ELISA法/分子識別/結合状態/高電圧/サポートベクターマシン/ナノメートル/モデル化/リスク評価/高効率化/電解質/半導体/分解能/決定木/生体内/ELISA/プロファイリング/高分解能/糖鎖修飾/ベクター/血清/早期診断/薬剤スクリーニング/腫瘍マーカー/胎児/大腸/スクリーニング/マウス/ラット/血液/抗原/構造変化/生体分子/創薬/大腸がん/副作用/膵がん/バイオマーカー/抗体/神経疾患/唾液/乳がん
他の関係分野：情報学環境学数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物
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発表日：2025年9月25日
14
量子計算による低エネルギー状態シミュレーションの大幅な効率化を達成
―低温物質など物理・化学の中心問題への量子コンピュータの応用に道筋―
東京大学大学院工学系研究科の水田郁助教と、理化学研究所開拓研究所／量子コンピュータ研究センターの桑原知剛理研白眉研究チームリーダーによる研究グループは、量子コンピュータを用いて、量子力学に従う多数の粒子（量子多体系）の振る舞いを計算する代表的な手法「トロッター分解」において、低温下での物質など低エネルギー状態のシミュレーションが大幅に効率化できることを明らかにしました。こうしたシミュレーションは、量子コンピュータの能力を最大限に活かせる最も有望な応用と考えられています。本研究ではトロッター分解と呼ばれる最も広く使われる手法に対して、誤差を理論的に最小にする新しい基準を...
キーワード：量子アルゴリズム/アルゴリズム/スーパーコンピュータ/量子計算/誤差解析/非平衡/物質科学/物性物理/量子コンピュータ/量子もつれ/量子化/量子多体系/量子化学/量子ビット/シミュレーション/ダイナミクス/極低温/量子力学/エネルギー変換/水田
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発表日：2025年9月21日
15
大玉トマトがLED植物工場で育つ時代へ
――宇宙・都市での持続的食料生産を目指して――
東京大学大学院農学生命科学研究科の矢守航准教授らの研究グループは、大玉トマト「CF桃太郎ファイト」を用い、完全閉鎖型LED植物工場とにおける栽培性能を同一品種・同時期に比較する実験を行いました。LED植物工場では、気温(25.9 ± 1.1℃)と光強度(276 µmol m⁻² s⁻¹)を安定的に維持したことで、茎の伸長速度・茎径・葉緑素量(SPAD値)が温室を大きく上回り、果実中のビタミンC含量も有意に高値を示しました。一方、温室では気温や光強度の変動が大きかったものの、収量・平均果重・糖度(°Brix)・リコピン濃度が優れていました。ただし、周年栽培を想定すると日射と温度の揺らぎがさら...
キーワード：アルゴリズム/最適化/人工知能（AI）/脆弱性/揺らぎ/異常気象/気候変動/季節変動/光合成/光阻害/電子伝達/持続可能/発光ダイオード（LED）/深宇宙探査/二酸化炭素/極限環境/ビタミンC/アスコルビン酸/トマト/環境制御/植物工場/ビタミン/ゲノム
他の関係分野：情報学環境学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9月10日
16
強誘電体酸化物の巨大抵抗変化を利用して脳型素子を実現
―強誘電体の電気分極を用いてシナプスの機能を模倣する―
東京大学大学院工学系研究科の田畑 仁 教授、関 宗俊 准教授、李 海寧 大学院生（研究当時）らの研究グループは、チタン酸鉛（PbTiO3）の高品質単結晶薄膜を用いた新しいメモリスタ素子を開発しました。強誘電体であり不揮発性メモリへの利用でも知られるPbTiO3の薄膜において、その高結晶性を維持したまま酸素欠損を意図的に導入することにより、半導体的な電気伝導特性と電気抵抗スイッチングが現れ、わずかな電圧印加により巨大な電気抵抗変化を示すことを見出すとともに、この素子が高精度でシナプスの機能を模倣可能であることを実証しました。このメモリスタ素子...
キーワード：コンピューティング/適応学習/アルゴリズム/ディープラーニング/ニューラルネットワーク/画像認識/最適化/畳み込みニューラルネットワーク/人工知能（AI）/並列処理/環境変化/パルス/電気分極/ストロンチウム/酸素欠損/キャパシタ/ニューロモルフィック/メモリ/強誘電体薄膜/微細化/分極反転/誘電体/省エネ/チタン/ニオブ/強誘電体/単結晶/電気抵抗/電気伝導/不揮発性メモリ/スピン/スピントロニクス/ニューラルネット/酸化物/実証実験/電子顕微鏡/透過電子顕微鏡/半導体/シナプス/結晶性/ニューロン/可塑性/短期記憶/イミン/神経細胞
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学総合生物農学
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発表日：2025年8月26日
17
光学メタサーフェスを用いた空間・偏波ビーム多重器を実証
―任意の直交ベクトルモード基底の変換を実現―
東京大学大学院工学系研究科の相馬豪 大学院生、種村拓夫 教授らは、光学メタサーフェスを用いた多入力多出力ベクトルビーム変換器の実証に成功しました。光の波長よりも小さな微細構造からなる光学メタサーフェスと金反射膜を用いた小型デバイスで、入力された複数のビームを直交した偏波・空間モードに変換した上で、それらを重ね合わせた状態（すなわち、多重化した状態）で出力できることを初めて示しました。多数の空間モードを多重化もしくは分離するには、これまでは複数の光学部品を複合的に組み合わせる必要があり、モジュール全体の小型化と低コスト化を妨げる要因になっていました。さらに偏波モード（注...
キーワード：最適化アルゴリズム/コンピューティング/アルゴリズム/最適化/並列化/情報通信/空間分布/コヒーレント/レンズ/光通信/発光素子/シリコン/センシング/レーザー/微細構造/情報通信技術/ウシ/ラット
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発表日：2025年8月6日
18
カゴメ金属の特異なホール効果の起源を解明
――移動度スペクトル解析で捉えた高移動度キャリアの役割――
東京大学大学院新領域創成科学研究科の劉蘇鵬大学院生、六本木雅生大学院生（研究当時／現在：理化学研究所研究員）、石原滉大助教、橋本顕一郎准教授、芝内孝禎教授らの研究グループは、同大学物性研究所、東北大学金属材料研究所、日本原子力研究開発機構、カリフォルニア大学サンタバーバラ校、仏エコール・ポリテクニークとの共同研究により、カゴメ格子と呼ばれる構造をもつ金属物質「CsV3Sb5」で観測される非単調なホール効果の起源を明らかにしました。従来この現象は、ループ状の渦電流による「異常ホール効果」と呼ばれる特殊な電子の振る舞いによるものと考えら...
キーワード：アルゴリズム/最適化/定量的評価/スペクトル解析/カゴメ格子/異常ホール効果/幾何学/強磁場/高エネルギー/時間反転対称性/対称性/電荷密度波/非従来型超伝導/物性物理/輸送現象/ホール効果/スペクトル/データ解析/モンテカルロ法/磁場/超伝導/高移動度/強相関/磁性体/電子線/物質設計/材料科学/対称性の破れ/バナジウム/キャリア/渦電流/強磁性/超伝導材料/電荷輸送/強磁性体/点欠陥/電気抵抗/電子構造/電子状態/アクチノイド/スピン/移動度/機能性材料/金属材料/原子力/機能性/結晶構造
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発表日：2025年7月20日
19
ディープラーニングに潜む普遍法則を発見
ディープニューラルネットワークを支配する「物理」
東京大学大学院理学系研究科の玉井敬一特任研究員、大久保毅特任准教授、藤堂眞治教授、および株式会社アイシンの張潘（チュオンファン）チュオンズイプロジェクトマネージャー、名取直毅チーフプロジェクトジェネラルマネージャー（当時）らによる研究グループ（以下「本グループ」）は、ディープラーニングに普遍的な法則が見られることを発見しました。本研究では、ディープニューラルネットワーク の信号伝搬過程と統計物理学における「吸収状態転移」（後述）の対応関係の確立に成功し、...
キーワード：量子アルゴリズム/AI/アルゴリズム/カーネル法/ディープラーニング/ニューラルネットワーク/機械学習/最適化/人工知能（AI）/統計物理/統計物理学/波動関数/トレードオフ/神経系/理論解析/HPC/シミュレーション/ニューラルネット/量子力学/森林火災/ニューロン/日常生活/神経科学/感染症/脳・神経
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発表日：2025年6月25日
20
動から静に変換する量子アルゴリズムを実証
――IBM量子プロセッサーによる世界最大級のシミュレーション――研究成果
東京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：東京大学大学院工学系研究科 助教）とIBMの研究チームは、最新の量子プロセッサーであるIBM Heronプロセッサーを搭載した超伝導量子コンピュータを用いて、最大56量子ビットからなる量子多体系のシミュレーションに成功しました。古典計算アルゴリズムの代表格の一つである「Krylov部分空間法」は、量子物理学をはじめとして、計算科学分野で広範に用いられる強力な手法ですが、メモリ・計算量爆発が避けられないという問題を抱えています。本研究では、部分空間を量子コンピュータ上で実現する「Krylov量子対角化（KQD）法」により、世界最大級の...
キーワード：プロセッサ/量子アルゴリズム/部分空間法/アルゴリズム/量子計算/計算量/量子コンピュータ/量子多体系/素粒子/素粒子物理/超伝導/量子ビット/メモリ/量子デバイス/シミュレーション
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発表日：2025年5月30日
21
微生物群と代謝物のデータを統合し分類する新解析法I
-SVVSを開発
東京大学大学院農学生命科学研究科の岩田洋佳教授らは、統合確率的変分変数選択(I-SVVS)という新しい手法を開発しました。これは、植物の根圏土壌や動物の腸内など、ホスト生物の近傍に存在する微生物叢(マイクロバイオーム)と代謝物(メタボローム)のデータを統合し、分類(クラスタリング)を行うことで、微生物と代謝物の関係を解明する技術です。微生物と代謝物の相互作用は、ホスト生物の成長や健康、さらには環境に影響を与えるため、その仕組みを理解することが重要です。 I-SVVSは、ベイズ非パラメトリック手法を用いることで、最適な分類群(クラスタ)数を自動的に決定し、データの特...
キーワード：混合モデル/潜在変数/変数選択/情報量/アルゴリズム/クラスタリング/プロファイル/ベイズ統計/最適化/レジリエンス/気候変動/データ解析/遺伝情報/系統樹/質量分析/持続可能/データ構造/マイクロ/モデリング/モデル化/カルス/マッピング/ダイズ/生態系/環境応答/土壌/微生物/微生物叢/オミクス/マルチオミクス/メタゲノム/DNAメチル化/プロテオミクス/マウス/メチル化/代謝物/ゲノム/マイクロバイオーム/メタボローム/遺伝子/遺伝子発現/細菌/腸内細菌
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発表日：2025年5月15日
22
欲しい物質を自動的・自律的に合成する
デジタル技術と自動化・自律化で切り拓く化学・材料研究の新時代
東京大学大学院理学系研究科 化学専攻の一杉太郎教授（東京科学大学 特任教授兼任）、小林成助教、清水亮太准教授（研究当時 現：分子科学研究所 教授）らは、東京科学大学物質理工学院 応用化学系の西尾和記特任准教授、相場諒特任助教（現（株）リガク所属）、日本電子（株）、（株）堀場製作所、（株）リガク、（株）島津製作所、（株）デンソーウェーブ、（株）パスカル、（株）テクトスとともに、機械学習機械学習とロボット技術を活用した自動・自律実験システム（デジタルラボラト...
キーワード：アーキテクチャ/スケーラビリティ/ハードウェア/最適化アルゴリズム/通信プロトコル/ガウス過程/コンピューティング/データ駆動/データ駆動科学/学習アルゴリズム/教師なし学習/アルゴリズム/クラウド/クラウドコンピューティング/ソフトウェアアーキテクチャ/タスク/プログラミング/プログラミング言語/プロトコル/モジュール化/モノのインターネット（IoT）/ワークフロー/音声認識/画像認識/機械学習/強化学習/最適化/人工知能（AI）/先端技術/システム開発/創造性/パートナーシップ/産学連携/化学物質/結晶格子/情報発信/データ収集/高エネルギー/物性物理/X線回折/ノイズ/元素分析/最適化問題/多結晶/多結晶体/X線分光/データ解析/化学組成/分子構造/ケイ素/ディスプレイ/耐熱性/ラマン/材料科学/走査型電子顕微鏡/元素戦略/新物質/可視光/電子デバイス/半導体デバイス/半導体材料/有機材料/デジタル化/最適化手法/省エネ/人口減少/無機材料/材料特性/紫外線/情報交換/アルミナ/エピタキシャル/エピタキシャル薄膜/固体化学/材料設計
他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日：2025年5月12日
23
再生医療向け幹細胞培養のプロセス設計をデジタル化
―数理モデルに基づくデザインスペースを実験的に検証―
東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻の杉山弘和教授と林勇佑助教、廣納敬太大学院生（研究当時）らによる研究グループは、名古屋大学大学院創薬科学研究科の加藤竜司准教授、大阪大学大学院工学研究科の紀ノ岡正博教授らとの共同研究により、再生医療向け間葉系幹細胞（Mesenchymal stem cell: MSC）の培養プロセスを対象に、品質を満たす運転条件であるデザインスペース（Design space: DS）を決定するための新規アルゴリズムを開発し、その実験的検証に成功しました。近年、製薬産業ではDSに立脚した医薬品製造が重要視されています。しかし、MSCの培養プロセスは...
キーワード：アルゴリズム/オープンアクセス/品質管理/微分方程式/確率論/モンテカルロシミュレーション/プロセス設計/生物工学/デジタル化/マネジメント/リスクマネジメント/システム工学/シミュレーション/モデル化/物理モデル/生体内/生体組織/自己複製/自己複製能/脊髄損傷/妥当性/間葉系幹細胞/軟骨/遺伝子治療/幹細胞/再生医療/細胞増殖/細胞培養/創薬/遺伝子
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学総合生物
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発表日：2025年4月9日
24
AI技術で小惑星の全ての土砂を高速自動計測
―鉱山、土木、建設、防災へ応用可能―
岩石は私たちの身近な環境のみならず、太陽系内のあらゆる岩石天体に普遍的に存在します。したがって、岩石の性質や分布を詳細に把握することは、自然環境や地質学的現象の解明、さらには鉱業や土木、防災・減災など幅広い分野で極めて重要です。岩石の分布を把握することは容易に思えますが、大小さまざまな形状の土砂が膨大な数含まれる集合体を対象とすると、とたんに困難さが増し、時間的にも解析しきれなくなります。また正確かつ客観的で、再現性のある解析は手作業では困難でした。本研究グループは、約7万個の岩石の輪郭データから、CNNを用いて岩石を高速・高精度に自動識別する手法を確立しました。これにより大量...
キーワード：AI/アルゴリズム/ニューラルネットワーク/情報学/畳み込みニューラルネットワーク/深層学習/人工知能（AI）/産学連携/リュウグウ/地質学/小惑星/星形成/太陽/太陽系/惑星/惑星科学/惑星形成/トンネル/ニューラルネット/はやぶさ2/モニタリング/自動計測/実証実験/動力学/微小重力/防災・減災/ドローン/土砂災害/土壌
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学農学
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発表日：2025年3月28日
25
大規模言語モデルを用いた有機分子設計手法の開発
―AIと対話して分子を設計―
東京大学大学院工学系研究科の伊東 周昌大学院生、村岡 恒輝助教、中山 哲教授は、大規模言語モデル（LLM）による有機分子設計手法を開発しました。蓄積された科学的な知識とシミュレーション結果を自然言語を介して活用することで、LLMを有機分子設計に活用できることを示しました。有機分子を目的の応用に適した形に設計することは複雑なタスクであり、経験を積んだ実験化学者による試行錯誤が必要です。そのため、コンピュータを用いた大量の情報処理が可能になった現代でも、新しい有機分子の開発は実験化学が先導しています。そこで、実験化学の経験知と、コンピュータの情報処理能力を組み合わせた共創的な有機分...
キーワード：データ駆動/アルゴリズム/インターネット/コンテンツ/タスク/機械学習/言語モデル/自然言語/人工知能（AI）/準安定/有機分子/テキストデータ/地球環境/システム工学/シミュレーション/フィードバック/環境問題/結晶化/多孔質/多孔質材料/分子シミュレーション/有機物/結晶構造/結晶性/予測モデル/カチオン/ラット/医薬品開発/創薬/分子設計
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2月15日
26
開発コストを1/40に削減するAIプロセッサの新方式を開発
―新規に必要なフォトマスクは1枚のみ、低コストと低電力動作を両立―
〈研究の背景〉AI技術は多くの産業に技術革新をもたらし、日常生活を変革すると期待されています。膨大な数のニューロンとシナプスを持つ深層ニューラルネットワークが技術の中核であり、シナプス接続を学習により最適化することでさまざまな能力を獲得しています。IoT用途においてもAIを活用した新たなアプリケーションが日々研究されています。代表例がウェアラブルIoTで、常時バイタルサインをAIで解析しモニタリングすることで病気の早期発見につながることが研究で明らかにされています。AR/VR機器ではAI機能を搭載し高機能なマシンインターフェースをユーザーに提供することで、より良いユーザー...
キーワード：システムオンチップ （SoC）/プロセッサ/インターフェース/ウェアラブル/FPGA/アルゴリズム/コンパイラ/タスク/ニューラルネットワーク/プログラミング/プログラミング言語/モノのインターネット（IoT）/音声認識/最適化/情報学/深層ニューラルネットワーク/人工知能（AI）/システムデザイン/産学連携/ASIC/非線形/CMOS/メモリ/電池/ナノメートル/ニューラルネット/ネットワーク構造/マイクロ/モニタリング/ロボット/自動化/自動車/集積回路/性能評価/低消費電力/半導体/シナプス/大脳/技術革新/ドローン/ニューロン/日常生活/心電図/早期発見/認知機能/脳波
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学総合生物農学
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発表日：2025年2月13日
27
超均一ガラス状態の生成
―結晶のような性質を持つガラス―
ジャミング転移点を超える高密度状態において、新たな数値手法を用いることで、極めて高い密度均一性を持つ不規則構造のガラス状態、すなわち「超均一ガラス」の生成に成功した。 超均一ガラスの熱力学的および力学的安定性が従来のガラスに比して極めて高く、結晶に類似した特性を示すとともに、ジャミング転移点における超均一状態との差異を明らかにした点に新規性がある。 超均一ガラス状態は、卓越した振動的、動力学的、熱力学的、および機械的安定性を有することから、ガラスのさらなる安定化や、不規則構造を有する高性能メタマテリアルの開発に寄与する可能性が期待される。...
キーワード：フィルタリング/アルゴリズム/プロトコル/最適化/情報学/産学連携/空間分布/スケーリング則/過冷却液体/確率過程/確率論/長距離相互作用/統計力学/熱容量/非平衡/非平衡状態/保存量/密度揺らぎ/揺らぎ/臨界現象/臨界点/エントロピー/ガラス転移/スケーリング/内部構造/スペクトル/密度ゆらぎ/振動スペクトル/電子輸送/物質設計/材料科学/過冷却/ガラス転移温度/バンドギャップ/フォトニックバンドギャップ/光通信/準結晶/非晶質/せん断/メタマテリアル/動的挙動/熱力学/コロイド/シミュレーション/センサー/ひずみ/ひび割れ/プラスチック/ポリマー/モデル化/レーザー/屈折率/周波数/振動モード/超音波/電磁波/動力学/半導体/流体力/流体力学/ガラス状態/機能材料/機能性/緩和時間/SPECT/ゆらぎ/力学的性質/規則構造
他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学化学総合理工工学総合生物農学