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研究キーワード：東京大学における「量子情報処理」 に関係する研究一覧：17件
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発表日：2026年5月14日
1
量子演算の効率的な保存・再生
量子メモリが古典メモリの性能を上回ることを理論的に証明
量子コンピュータは「量子状態」と呼ばれる特別な状態を用いて情報処理を行います。この量子状態に対して行う操作（量子演算）の内容が分からない場合でも、その操作をメモリに保存し、後から再生できるようにする技術が重要となります。これは、プログラムを保存して後で実行するのに似た技術です。これまでの方法には大きく2種類ありました（図１）：- 古典戦略...
キーワード：サンプルサイズ/タスク/符号化/量子計算/量子コンピュータ/量子情報/量子情報処理/メモリ/量子力学
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2026年3月5日
2
レーザ光照射でトポロジカル半金属薄膜上に任意形状の超伝導ナノ構造を作製、無磁場で超伝導ダイオード効果を実証
―将来の超伝導量子デバイス・量子回路の実現に道―
東京大学大学院工学系研究科のレ・デゥック・アイン 准教授、田中 雅明 教授、同大学工学部の佐伯 崇寛 学部学生、同研究科の石原 奎太 大学院生（研究当時）、西垣 大輝 大学院生（研究当時）、牧 秀樹 大学院生（研究当時）らの研究グループは、トポロジカルDirac半金属α-Sn薄膜の任意の位置に、レーザ照射のみで高品質で任意形状の超伝導金属β-Snを形成し、原子レベルで平坦なα-Sn/β-Sn平面ヘテロ構造を作製する手法を開発しました（図１）。集光したレーザ光を照射したα-Sn領域は熱によりβ-Snへと相転移し、臨界温度3.7 Kの超伝導を示します。さらに、α-Sn薄膜...
キーワード：トポロジー/トポロジカル超伝導/トポロジカル半金属/準粒子/対称性/超伝導体/非対称性/量子コンピュータ/量子情報/量子情報処理/相転移/磁場/超伝導/高移動度/トポロジカル/トポロジカル物質/空間反転対称性/エピタキシャル成長/キャリア/集束イオンビーム/半金属/量子デバイス/光照射/エピタキシャル/単結晶/電気抵抗/電気伝導/電子状態/AFM/イオンビーム/スピン/スピントロニクス/ナノスケール/ナノメートル/ナノ加工/ナノ構造/パターニング/レーザー/移動度/原子間力顕微鏡/微細加工/表面粗さ/結晶構造/結晶性/ラット
他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日：2026年3月5日
3
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3月4日
4
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23日
5
量子ランダムネスの生成速度の普遍性を証明
―頑強で効率的な量子情報処理の実現に向けて―
◆ 量子回路における大規模な量子ランダムネスの生成速度が、その構成要素である小規模な量子ランダムゲートの選び方に本質的に依存しないことを理論的に示した。◆ 多くの先行研究で仮定されてきた理想的な局所ランダムネスがなくても、効率的に大規模な量子ランダムネスを生成できることを明らかにした。◆ 本成果は、ランダムネスを活用した量子情報処理のより頑強かつ効率的な実現や、熱平衡化などの物理現象の理解に貢献することが期待される。 ...
キーワード：ハードウェア/不完全性/エンタングルメント/ランダムネス/情報熱力学/対称性/統計物理/非平衡/非平衡ダイナミクス/普遍性/量子カオス/量子コンピュータ/量子情報/量子情報処理/量子多体系/カオス/素粒子/素粒子物理/熱力学/ダイナミクス/エネルギー変換
他の関係分野：情報学数物系科学工学農学
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発表日：2026年1月15日
6
酸素分子の「スピン」が引き起こす分子配列の歪みを可視化
――原子位置から磁性を分析する道が開ける――
東京大学大学院新領域創成科学研究科の杉本宜昭教授らの研究グループは、北海道大学大学院工学研究院附属エネルギー・マテリアル融合領域研究センターの國貞雄治准教授の研究グループと共同で、非接触原子間力顕微鏡（AFM、注1）を用いることで、固体表面に吸着した酸素分子の単分子層において、分子が持つ「スピン」の相互作用によって分子配列（格子）が歪む様子を実空間で観察することに成功しました。これまで、酸素分子のような絶縁性かつ結合の弱い「物理吸着系」において、磁気構造と相関した微小な格子歪みを直接観察することは極めて困難とされてきました。本研究では、高解像度でのAFM観察と、密度汎関数理...
キーワード：コンピューティング/スーパーコンピュータ/計算量/スピン系/三角格子/磁気構造/低次元/反強磁性/量子情報/量子情報処理/相転移/モンテカルロシミュレーション/数値計算/原子操作/磁性体/走査型トンネル顕微鏡/固体酸/固体表面/酸素分子/DFT/強磁性/金属触媒/絶縁体/分子配列/量子コンピューティング/局所構造/電子状態/AFM/シミュレーション/スピン/トンネル/ナノスケール/極低温/原子間力顕微鏡/水素原子/第一原理/第一原理計算/炭素材料/電荷移動/導電性/非接触/密度汎関数理論/量子力学/結晶構造/非侵襲
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11月27日
7
量子コンピュータの規模と計算速度のジレンマを解消
―誤り耐性量子計算のコストを大幅に削減する新提案―
東京大学大学院工学系研究科の田宮 志郎 客員研究員と小芦 雅斗 教授、および同大学大学院情報理工学系研究科の山崎 隼汰 准教授は、誤り耐性型量子コンピュータの性能を左右する規模と計算速度のジレンマを解消する新しい理論を確立しました。量子コンピュータの計算に用いる量子ビットは、ノイズの影響を受けやすいことが知られています。そのため量子エラー訂正符号という技術でエラーから量子ビットを守りながら計算を進めることが不可欠です。しかし、従来の方式では、使用する符号の種類によって規模か計算速度のどちらかを犠牲にする必要があり、両立が困難でした。そこで本研究では、情報の保持効率に...
キーワード：ハードウェア/低密度パリティ検査符号/連接符号/機械学習/符号化/量子計算/量子コンピュータ/量子情報/量子情報処理/ノイズ/量子ビット/装置開発/量子力学/異分野融合
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：2025年11月23日
8
＼電子の波を自在に操る！／プラズモンの速さを共振器で制御
―プラズモン波束を用いた高忠実度な量子回路を実現する新技術―
◆ 電荷の集団的な波動であるプラズモン波束※1の固有状態※2（速度）を、共振器を用いて精密に制御する新手法の開発に成功。プラズモン波束の周波数分布と共振器の特性に着目し、局所的な制御で広範囲にわたるプラズモンの固有状態制御が実現可能であることを発見。◆ これまでプラズモン波束の固有状態（速度）は、波束の通り道全体の幅の変更で制御していたが、不純物などの影響で一様な精密制御は困難だった。◆ 新たな固有状態の制御技術は、プラズモン波束を用いた飛行量子ビット※3の精密制御に貢献。飛行量子ビットの高い忠実度...
キーワード：アーキテクチャ/人工知能（AI）/量子計算/離散化/2次元電子系/パルス/閉じ込め/量子コンピュータ/量子ホール効果/量子干渉/量子情報/量子情報処理/ホール効果/高周波/量子ビット/接合界面/AlGaAs/クーロン相互作用/トランジスタ/プラズモン/共振器/電子回路/量子デバイス/アルミニウム/周波数/半導体/量子力学
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：2025年10月30日
9
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6月19日
10
カーボンナノチューブと光の局所的な相互作用を可視化
－精密ナノ赤外顕微分光で見る励起子の超高速ダイナミクス－
カーボンナノチューブ（CNT）に光を照射すると発生する励起子は、CNTの光電特性を左右する重要な役割を担っているが、その空間的広がりは非常に小さく、寿命も極めて短いため、従来の計測技術では励起子の挙動を直接観測することは困難だった。フェムト秒赤外パルスを用いた超高速赤外近接場光顕微鏡を用いて、CNT内の励起子の局所的な超高速ダイナミクスを実空間で観測することに成功した。特に、CNT内部の微小な格子歪みや隣接するCNTとの相互作用といったナノスケールの局所環境が、励起子の生成と消滅に与える影響を解明した。励起子の局所的な超高速現象を理解することは、その制御技術の...
キーワード：空間分布/光エネルギー/ナノエレクトロニクス/パルス/フェムト秒パルス/原子核/時間分解/準粒子/超高速ダイナミクス/超高速現象/低次元/低次元系/閉じ込め/量子情報/量子情報処理/磁場/数値シミュレーション/光応答/カルコゲナイド/ラマン/時間分解能/パルスレーザー/材料科学/遷移金属/エネルギー移動/キャリア/キャリア輸送/クーロン相互作用/ナノデバイス/フォトニクス/可視光/顕微分光/光エレクトロニクス/光デバイス/光吸収/時間分解測定/赤外光/遷移金属ダイカルコゲナイド/双極子/電子デバイス/半導体材料/誘電体/誘電率/計測技術/光照射/単結晶/電気伝導/カーボン/光学特性/電気伝導性/AFM/CVD/カーボンナノチューブ/グラフェン/シミュレーション/ダイナミクス/ナノスケール/ナノメートル/ナノ空間/ナノ材料/ピコ秒/フェムト秒/マイクロ/レーザー/近接場光/原子間力顕微鏡/光計測/振動モード/半導体/分解能/励起子/ナノチューブ/光学顕微鏡/近接場/緩和時間
他の関係分野：環境学数物系科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6月14日
11
【研究成果】世界最高水準の長寿命超伝導共振器を開発
－量子メモリや誤り訂正の基盤技術として期待－
理化学研究所（理研）量子コンピュータ研究センターハイブリッド量子回路研究チームの冨永雄介特別研究員、白井菖太郎特別研究員（東京大学大学院総合文化研究科特任研究員）、情報通信研究機構未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター超伝導ICT研究室の菱田有二研究技術員、寺井弘高上席研究員、東京大学大学院総合文化研究科の野口篤史准教授（理研量子コンピュータ研究センターハイブリッド量子回路研究チームチームディレクター）の共同研究グループは、高品質な窒化チタン薄膜と、スパイラル（渦巻き型）形状を組み合わせた独自の設計により、長寿命性の指標である内部Q値[1]が世界最高水準の平面型...
キーワード：誤り訂正/量子計算/情報通信/幾何構造/熱機関/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/データ解析/磁場/超伝導/量子ビット/エピタキシャル成長/メモリ/共振器/大規模集積回路/単一光子/電子回路/導波路/量子デバイス/紫外線/エピタキシャル/チタン/3次元構造/シミュレーション/センサー/マイクロ/マイクロ波/極低温/構造設計/周波数/集積回路/電磁波/半導体/微細加工/有限要素法/エネルギー変換/結晶構造/寿命/ICT
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学総合理工工学農学
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発表日：2025年5月13日
12
【研究成果】対称性が量子ランダム性の生成に与える影響を解明
──量子ランダム性に階層構造が現れることを発見──
東京大学大学院総合文化研究科の三橋洋亮研究員（研究当時、現・理化学研究所特別研究員）、ベルリン自由大学の鈴木遼太郎大学院生、ハーバード大学の副島智大研究員と、東京大学大学院工学系研究科の吉岡信行助教（研究当時、現・素粒子物理国際研究センター准教授）らによる研究グループは、対称性の条件の下で、小規模な量子ランダム性を組み合わせることにより、大規模な量子ランダム性をどの程度生成できるかを初めて明らかにしました。以前から知られていた、対称性を考慮しない場合とは異なり、完全な量子ランダム性の生成は不可能である一方、全体の規模が大きくなるにつれて、次第に完全な量子ランダム性に近づくと...
キーワード：対称性/量子コンピュータ/量子情報/量子情報処理/素粒子/素粒子物理/階層構造/層構造
他の関係分野：数物系科学工学
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発表日：2025年5月9日
13
電子の地図が決めていた、“渦”のサイズ
―世界最小スキルミオンの誕生メカニズムを解明―
東京大学物性研究所のYuyang Dong大学院生（同大学大学院理学系研究科物理学専攻博士課程）（いずれも研究当時）と近藤猛准教授らの研究グループは、同研究所の木下雄斗特任助教、徳永将史教授、大阪大学大学院理学研究科の越智正之准教授、東京都立大学の松田達磨教授、北海道大学の速水賢教授らの研究グループと共同で、世界最小のスキルミオンが発現することで知られる物質GdRu2Si2において、スキルミオンの源となる、らせん状のスピン構造(...
キーワード：視覚化/コヒーレンス/コヒーレント/スピン密度波/トポロジー/パルス/パルス磁場/フェルミ面/角度分解光電子分光/幾何学/擬ギャップ/強い相互作用/強磁場/光電子分光/磁気構造/磁気秩序/対称性/超強磁場/反強磁性/物質科学/物性物理/揺らぎ/量子情報/量子情報処理/加速器/素粒子/放射光/磁場/赤外線/スキルミオン/トポロジカル/空間反転対称性/磁性体/材料科学/電子分光/キャリア/スピン流/メモリ/レンズ/強磁性/絶縁体/省エネ/紫外線/ドメイン構造/電気抵抗/電子構造/スピン/スピントロニクス/ナノスケール/ナノメートル/温度制御/第一原理/第一原理計算/低消費電力/量子力学/機能性/結晶構造/スキル
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3月13日
14
ノイズこそが信号だった！磁石の量子化を測定する新提案
―光ポンププローブ法を用いた磁化ノイズ測定で量子化を直接観測
東京大学物性研究所の佐藤哲也大学院生（同大学大学院理学系研究科博士課程）と加藤岳生准教授、慶應義塾大学の渡邉紳一教授、中国科学院大学カブリ理論科学研究所の松尾衛准教授らによる研究グループは、光ポンププローブ法を用いて磁化のノイズを計測する新手法を理論的に提案しました。また、ノイズを定式化することでノイズ強度に「磁化の量子化」の情報が含まれていることを明らかにしました。これまで観測が困難であった磁化の量子化を、ノイズから直接観測でき...
キーワード：非同期/情報学/産学連携/スピンホール効果/パルス/強磁場/準粒子/超伝導体/二次元電子系/非平衡/非平衡現象/不確定性原理/揺らぎ/量子ホール系/量子液体/量子化/量子情報/量子情報処理/ノイズ/ホール効果/磁場/超伝導/励起状態/キラル/磁性体/パルスレーザー/キャリア/強磁性/周波数特性/絶縁体/計測技術/光照射/強磁性体/スピン/マイクロ/マイクロ波/モーター/レーザー/光計測/周波数/熱伝導/不確定性/分解能/量子力学/高分解能/ゆらぎ/プローブ
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3月4日
15
メモリとプロセッサを分離した新たな量子コンピュータのアーキテクチャを提案
東京大学大学院理学系研究科小堀拓生大学院生（当時日本電信電話インターン生）と藤堂眞治教授、日本電信電話株式会社の鈴木泰成研究員と徳永裕己研究員、理化学研究所量子コンピューター研究センターの上野洋典基礎科学特別研究員、そして九州大学大学院システム情報科学研究院の谷本輝夫准教授らによる研究グループは、従来の計算機の基本設計であるロードストア型計算機の考え方を量子計算機に適用した、新たな誤り耐性量子計算...
キーワード：アーキテクチャ/キャッシュ/ハードウェア/プロセッサ/誤り訂正/コンピューティング/誤り訂正符号/プログラミング/プログラミング言語/メディア研究/計算機アーキテクチャ/計算機システム/最適化/情報学/人工知能（AI）/符号化/量子計算/産学連携/計算量/量子コンピュータ/量子情報/量子情報処理/量子通信/ノイズ/超伝導/クローン/量子ビット/メモリ/量子デバイス/評価手法/量子コンピューティング/HPC/シミュレーション/量子力学/論理回路/ラット/異分野融合
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学生物学総合理工工学
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発表日：2025年2月28日
16
熱力学的トレードオフ関係における対称性の効果を解明
―高速動作と省エネ性を両立する熱デバイスの実現に向けて―
東京大学大学院工学系研究科の布能謙講師と、電気通信大学大学院情報理工学研究科の田島裕康助教は、エネルギーコストと系を操作する速度や熱が流れる速度の間に成り立つ熱力学的トレードオフ関係が対称性によって改善される原理及びその限界と、その限界を達成するために量子開放系が満たすべき対称性の条件を理論的に明らかにしました。本研究成果は、量子開放系における対称性の度合いによって熱力学的トレードオフ関係が改善され、より高速で動作しつつ低いエネルギーコストを実現できることを意味しています。このような対称性による熱力学的な優位性を一般的に示し、その限界を解明することで、古典力学に従って...
キーワード：電気通信/情報学/量子計算/産学連携/対称性/熱機関/量子もつれ/量子情報/量子情報処理/スケーリング/ノイズ/トレードオフ/量子ビット/省エネ/熱力学/エンジン/ダイナミクス/ナノスケール/マイクロ/省エネルギー/量子効果/量子力学
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学生物学総合理工工学
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発表日：2025年1月9日
17
高速でリアルタイムな光量子もつれ生成
―従来の1000倍以上の高速量子相関が開拓する新時代―
国立大学法人東京大学大学院工学系研究科の川﨑彬斗大学院生及びアサバナントワリット助教、古澤明教授らの研究チームと日本電信電話株式会社（以下、NTT）は世界最速の光量子もつれの生成・観測に成功しました。量子もつれとは、2つ以上の量子ビット間の特殊な相関を有する量子力学特有の現象です。この量子もつれは、量子計算、量子通信、誤り訂正など多岐にわたる量子技術の根源となるリソースとなっています。実用的な量子もつれの評価には、その純度に加えて量子もつれの生成速度（生成レートや帯域ともいう）が重要なパラメータとなります。従来の光量子もつれの生成速度はキロヘルツ（kHz、1秒に1000回）...
キーワード：プロセッサ/誤り訂正/情報学/量子計算/産学連携/非線形/保存量/量子コンピュータ/量子テレポーテーション/量子もつれ/量子計測/量子光学/量子情報/量子情報処理/量子相関/量子測定/量子通信/ノイズ/テラヘルツ/量子ビット/キャリア/光通信/導波路/非線形光学/非線形光学効果/ピコ秒/マイクロ/周波数/量子力学/プローブ
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学総合理工工学