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研究キーワード：東京大学における「非線形」 に関係する研究一覧：28件
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発表日：2026年4月22日
1
ゲーム理論と機械学習で明らかにする植物と微生物のネットワーク
東京大学大学院農学生命科学研究科の吉岡勇人(博士課程学生)、岩田洋佳教授、理化学研究所環境資源科学研究センターの藤佑志郎研究員、市橋泰範チームディレクター、フランス国立自然史博物館のPavla Debeljak研究員、Soizic Prado教授らの共同研究チームは、遺伝子・微生物・代謝物のデータを統合し、植物の形質に関わる複雑な関係を明らかにする新しい解析手法を開発しました。 植物の成長や性質は、DNAに書かれた遺伝情報だけでなく、根のまわりに存在する微生物や、植物体内でつくられる代謝物にも強く影響されます。しかし、これらの情報はそれぞれ性質が異なり、さらに複雑に相互作用してい...
キーワード：混合モデル/線形混合モデル/ランダムフォレスト/高次元データ/変数選択/ブースティング/予測誤差/ゲーム/機械学習/生体情報/レジリエンス/ゲーム理論/化学物質/非線形/データ解析/遺伝情報/持続可能/決定木/ダイズ/生態系/生態学/微生物/ゲノム情報/オミクス/マルチオミクス/予測モデル/アミノ酸/フラボノイド/代謝物/ゲノム/ストレス/遺伝学/遺伝子/細菌
他の関係分野：情報学複合領域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：2026年4月21日
2
動物の学名における「ギリシア語志向」を解明
命名慣習に潜む歴史的支配と文化的バイアスの定量化
東京大学総合研究博物館の吉村太郎 博士（研究当時：東京大学大学院理学系研究科 博士課程）は、軟体動物の科名を対象とした網羅的な語源分析を通じて、命名慣習における「分類学的ギリシア主義（Taxonomic Graecism）」という概念を提唱しました。本研究では、学名の語源と著者データを統合的に解析することで、本来「科学の中立的な公用語」とされるはずの学名が、西欧における古典教育や学術的権威付けの影響を強く受けていることを世界で初めて定量的に示しました。分析の結果、ラテン語（26.1%）に対して古典ギリシア語（71.8%）が圧倒的に優位であり、この傾向は19世紀後半に急増した後、言語...
キーワード：非線形/軟体動物/嗜好性/生態学/生物多様性/rho/コミュニティ
他の関係分野：数物系科学農学
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発表日：2026年4月20日
3
量子もつれ光子を利用した時間分解分光法の提唱
高い選択励起性をもつ時間分解分光計測実現への重要な一歩
東京大学大学院理学系研究科の藤橋裕太特任助教、石崎章仁教授と、電気通信大学大学院情報理工学研究科基盤理工学専攻博士前期課程2年（研究当時）の磯大空氏、同専攻清水亮介教授の共同研究チームは、既存の単一光子検出技術で実装可能な、量子もつれ光子対を用いた新しい時間分解量子分光法を提唱しました。本研究では、この量子分光法が主に二つの利点をもつことを理論的に示しました。第一に、量子もつれ光子対がもつ時間・周波数相関を利用することで、従来の古典光による二次元分光法で必要とされてきた複数の超短レーザーパルスの精密な遅延制御を行わなくても、二次元スペクトル情報を取得できます。第二に、信号検出に蛍光...
キーワード：電気通信/位置情報/量子計算/パルス/高エネルギー/時間分解/時間分解分光/非線形/非線形光学応答/量子もつれ/量子光学/量子相関/量子通信/ノイズ/保存則/スペクトル/検出器/分光器/励起状態/励起状態ダイナミクス/赤外分光/分子ダイナミクス/物理化学/励起エネルギー移動/光合成/パルスレーザー/エネルギー移動/可視光/単一光子/超短パルス/非線形光学/分光計測/計測技術/電子状態/シミュレーション/ダイナミクス/レーザー/光計測/周波数/量子力学/SPECT/同時計数/生体分子
他の関係分野：情報学数物系科学化学生物学工学
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発表日：2026年3月5日
4
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14日
5
次世代通信に向けた位相同期回路の新方式を開発
―補正不要で低ジッタと低スプリアスを同時に実現―
東京大学大学院工学系研究科の飯塚 哲也 教授と、張 浩明 大学院生らによる研究グループは、低ジッタと低スプリアスを同時に実現する位相同期回路（PLL：Phase-Locked Loop）の新方式を開発しました。無線通信機などで広く用いられる分数分周PLL（注4）では、回路構成上生じる量子化雑音（注5）による雑音性能の劣化が問題となり、これを抑制する手法が数多く提案されてきました。多くの既存技術では、その量子化雑音を特定の回路技術により打ち消す方式を採用していますが、回路性能の補正が必要となりPLLのロック時間が長くなるという欠点がありました。今...
キーワード：ロバスト/アーキテクチャ/スループット/通信品質/無線通信/信号処理/情報通信/デルタ/相補性/非線形/量子化/ノイズ/高周波/検出器/CMOS/トランジスタ/酸化膜/エネルギー効率/DSM/デジタル信号処理/デジタル制御/ナノメートル/ピコ秒/フェムト秒/共振周波数/周波数/集積回路/低消費電力/半導体/非線形性/イミン
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学
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発表日：2026年1月29日
6
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
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学生物学工学農学
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発表日：2026年1月16日
7
散逸的な磁壁運動による創発電場の発生
－磁壁の電流駆動における「摩擦」が生む巨大応答－
理化学研究所（理研）創発物性科学研究センタートポロジカル量子物質研究ユニットの山田林介客員研究員（東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻助教）、マックス・ヒルシュベルガーユニットリーダー（東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻准教授）、創発機能設計研究ユニットの奥村駿ユニットリーダー（東京大学大学院工学系研究科附属量子相エレクトロニクス研究センター特任准教授）、強相関量子構造研究グループの中島多朗客員研究員（東京大学物性研究所附属中性子科学研究施設准教授）、強相関量子伝導研究チームの十倉好紀チームディレクター（東京大学卓越教授／東京大学国際高等研究所東京カレッジ）、ニューサウスウェールズ大学...
キーワード：空間分布/環境技術/バンド構造/ワイル半金属/強相関電子/強相関電子系/高エネルギー/磁気構造/準粒子/中性子散乱/電荷秩序/電流駆動/非線形/非平衡/輸送現象/揺らぎ/量子スピン/量子固体/量子伝導/量子輸送/量子輸送現象/ホール効果/加速器/固体物性/中性子/超高圧/輸送特性/磁場/数値計算/スキルミオン/トポロジカル/トポロジカル物質/強相関/磁気モーメント/磁性体/電子輸送/材料科学/電子輸送特性/フェリ磁性体/メモリ/集束イオンビーム/電子デバイス/半金属/量子デバイス/量子構造/ドメイン構造/磁気特性/電気伝導/電子状態/アルミニウム/イオンビーム/インピーダンス/シリコン/スピン/スピントロニクス/ダイナミクス/ナノスケール/マイクロ/原子炉/高効率化/低消費電力/電子顕微鏡/電磁誘導/微細加工/量子力学/スキル/プローブ/ラット
他の関係分野：環境学数物系科学総合理工工学
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発表日：2026年1月15日
8
自閉スペクトラム症の人は「不気味の谷」を感じにくい？
──ロボットの顔の"どこを見るか"が違う可能性──
東京大学大学院総合文化研究科の植田一博教授、同大学大学院学際情報学府の李璐修士課程大学院生（研究当時）、長崎大学大学院医歯薬学総合研究科の熊崎博一教授らによる研究グループは、人の顔に近いロボットに対して生じる「不気味の谷」が、定型発達（TD）群では明確に確認された一方、自閉スペクトラム症（ASD）群でははっきりとは現れにくいことを明らかにしました。 近年、ASDの支援や訓練にロボットを活用しようという動きが広がっています。その際、ロボットの顔に対して生じる不気味の谷が、ロボット設計の課題になっています。これまでの研究では、ASD者が不気味の谷をどう感じるかについて...
キーワード：アバター/回帰分析/アンドロイド/主成分分析/情報学/認知科学/非負値行列因子分解/非線形/ロボット/ロボット工学/神経発達/SPECT/スポーツ/認知バイアス/自閉症/脳機能/コミュニケーション/自閉スペクトラム症/発達障害
他の関係分野：情報学数物系科学工学総合生物
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発表日：2025年12月11日
9
結晶のひずみを抑えて超伝導を発現
－薄膜界面における整数比の格子整合を介した物性制御－
理化学研究所（理研）創発物性科学研究センタートポロジカルエレクトロニクス研究チームの佐藤雄貴特別研究員、川村稔チームディレクター、強相関量子伝導研究チームの十倉好紀チームディレクター（東京大学卓越教授／東京大学国際高等研究所東京カレッジ）、計算物質科学研究チームの有田亮太郎チームディレクター（東京大学大学院理学系研究科教授）、東京大学大学院工学系研究科の永濱壮真博士課程学生、塚﨑敦教授、高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所の佐賀山基准教授らの共同研究グループは、結晶が本来持つ低温で示すひずみを、薄膜試料において効果的に抑制し超伝導を発現させる方法を実証しました。本研究成果は...
キーワード：コンピューティング/量子計算/カドミウム/セレン/スピン偏極/トポロジー/トポロジカル超伝導/幾何学/高エネルギー/超伝導体/非線形/物質科学/輸送現象/陽電子/陽電子ビーム/量子コンピュータ/量子伝導/量子輸送/量子輸送現象/X線回折/ホール効果/異方性/加速器/放射光/数値計算/超伝導/自己組織/キラル/スキルミオン/トポロジカル/強相関/物質設計/材料科学/生産技術/接合界面/超高真空/貴金属/新物質/エピタキシャル成長/絶縁体/物性制御/量子構造/反応速度/エピタキシー/エピタキシャル/単結晶/電気抵抗/電子状態/スピン/スピントロニクス/ナノメートル/ひずみ/移動度/結晶成長/結晶方位/積層構造/電子ビーム/電子顕微鏡/電磁誘導/透過電子顕微鏡/熱伝導/熱伝導率/半導体/分解能/量子力学/カルス/機能性/結晶構造/層構造/組織化/スキル/不均一性
他の関係分野：情報学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11月11日
10
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
他の関係分野：情報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11月5日
11
シングルセル型PLOM-CON法を駆使した細胞周期依存的な薬効の解明と層別化
－抗がん剤作用の超早期検出と予兆シグナル同定－
東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 細胞制御工学研究センターの加納ふみ教授らの研究グループは、培養細胞に対する薬剤の効果を単一細胞レベルで高感度に評価する新手法「シングルセル型PLOM-CON（sc-PLOM-CON）法」を開発しました。本手法は、多重免疫蛍光染色と画像ベースの共変動ネットワーク（用語1）解析を統合することで、薬剤による細胞周期依存的な早期の細胞状態変化をタンパク質の共変動ネットワークで可視化できます。 細胞周期は細胞分裂後に成長するG1期、染色体DNAが複製されるS期、複製が完了し細胞分裂に至るまでのG2期に分かれますが、抗がん剤シタラビンや...
キーワード：画像データ/高次元データ/情報数理/特徴抽出/インテリジェンス/ネットワーク解析/ネットワーク分析/社会ネットワーク/社会ネットワーク分析/主成分分析/検索システム/グラフ理論/非線形/揺らぎ/ノイズ/タンパク質合成/オルガネラ/状態推定/レーザー/安全性評価/実証実験/制御工学/DNA複製阻害/複製阻害/共焦点レーザー顕微鏡/相関解析/SUMO化/一細胞/細胞応答/リン酸/タンパク質翻訳/性周期/生体組織/DNA二本鎖切断/iPS細胞/オミクス/シグナル伝達系/細胞内シグナル/細胞老化/染色体/薬剤スクリーニング/フローサイトメトリー/不均一性/DNA損傷/DNA複製/Hela細胞/RNA/がん細胞/スクリーニング/ストレス応答/ブレオマイシン/プロテオミクス/一細胞解析/細胞核/細胞周期/細胞生物学/細胞分化/細胞分裂/神経分化/神経変性/神経変性疾患/創薬/培養細胞/副作用/翻訳後修飾/薬剤感受性/ストレス/バイオマーカー/遺伝子/遺伝子発現/概日リズム/個別化医療/抗がん剤/抗体/老化
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10月23日
12
p波磁性体と呼ばれる新しいタイプの磁性体を実現
－電流を用いた高効率な磁化制御などへ期待－
理化学研究所（理研）創発物性科学研究センタートポロジカル量子物質研究ユニットの山田林介客員研究員（東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻助教）、プリヤ・バラル客員研究員（東京大学大学院工学系研究科附属量子相エレクトロニクス研究センター客員研究員）、マックス・ヒルシュベルガーユニットリーダー（東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻准教授）、強相関量子伝導研究チームのマックス・バーチ基礎科学特別研究員（研究当時、現強相関物性研究グループ研究員）、十倉好紀チームディレクター（東京大学卓越教授／東京大学国際高等研究所東京カレッジ）、創発機能設計研究ユニットの奥村駿ユニットリーダー（東京大学大学院工学...
キーワード：量子計算/環境技術/結晶格子/トポロジー/ワイル半金属/強相関電子/強相関電子系/高エネルギー/磁気構造/磁気秩序/磁気抵抗/遷移金属酸化物/対称性/中性子散乱/電荷秩序/電子相関/反強磁性/反強磁性体/非線形/非平衡/物性理論/輸送現象/揺らぎ/陽子/量子伝導/量子輸送/量子輸送現象/J-PARC/ガドリニウム/ホール効果/異方性/加速器/軽元素/中性子/放射光/輸送特性/磁場/超伝導/ロジウム/理論的研究/スキルミオン/スピン蓄積/トポロジカル/トポロジカル物質/強相関/磁気抵抗効果/磁性体/電子輸送/材料科学/電子輸送特性/遷移金属/強磁性/集束イオンビーム/半金属/量子デバイス/量子構造/希土類/強磁性体/原子配列/電気抵抗/電子状態/MEMS/アルミニウム/イオンビーム/スピン/スピントロニクス/ひずみ/マイクロ/希土類金属/金属酸化物/原子力/酸化物/低消費電力/電子顕微鏡/電磁誘導
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農学
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発表日：2025年10月20日
13
ソフトロボット用新型アクチュエータの非線形ダイナミクスをAIで学習
～リザバー計算でヒステリシスを学習、繊細なグリッパー動作へ～
東京大学大学院情報理工学系研究科のタ デゥックトゥン助教と、同大学大学院工学系研究科カレメル セドリック特任助教と川原圭博教授、テキサス大学、リバプール大学らの研究グループは、柔軟な素材を主体としたソフトロボットの駆動装置（アクチュエータ）として有望視される「液体相変化パウチアクチュエータ」の制御において、その複雑な挙動を高い精度で予測する新手法を開発しました。開発した技術で、壊れやすいポテトチップス等を掴むグリッパーを実装し、ロボットの身体自体が情報処理を担う新機構を実証しました。...
キーワード：ウェアラブル/人工知能（AI）/非線形/非線形ダイナミクス/リザバー計算/ヒステリシス/アクチュエータ/ダイナミクス/ロボット/相変化
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発表日：2025年10月14日
14
キラルイオンゲート技術を世界初実証
――分子対称性によるトポロジカル表面磁性の超省電力制御に成功――
東京大学 生産技術研究所の松岡 秀樹 特任助教と金澤 直也 准教授らの研究グループは、名古屋大学大学院理学研究科の須田 理行 教授、京都大学大学院工学研究科の関 修平 教授、東京大学大学院工学系研究科の岩佐 義宏 教授（研究当時）および 同大学国際高等研究所東京カレッジの十倉 好紀 卓越教授と共同で、キラルな分子構造を持つイオン液体を用いた二次元磁性表面の制御手法を開発しました。 近年、スピントロニクスにおける新たな潮流として、分子や固体結晶のキラリティを活用するキラルスピントロニクスが注目を集めています。本研究では、キラルなイオン液体を電気二重層トランジス...
キーワード：電力制御/コンピューティング/効果測定/スピン偏極/トポロジー/バンド構造/異常ホール効果/幾何学/時間反転対称性/準粒子/対称性/非線形/表面磁性/表面状態/表面電子状態/陽電子/陽電子ビーム/ホール効果/異方性/超薄膜/輸送特性/磁場/超伝導/分子構造/アニオン/イオン液体/キラル/スキルミオン/トポロジカル/磁気異方性/磁性体/電気二重層トランジスタ/生産技術/接合界面/対称性の破れ/インターカレーション/貴金属/新物質/電気化学反応/キャリア/トランジスタ/フォノン/強磁性/磁化過程/絶縁体/超格子/電気二重層/力制御/エピタキシャル/エピタキシャル薄膜/電界効果/電子状態/スピン/スピントロニクス/ナノメートル/低消費電力/電気化学/電子ビーム/電磁誘導/カルス/機能性/キメラ/スキル/カチオン/ラット
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農学
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発表日：2025年10月5日
15
ゴムの鋭い亀裂は粘弾性から生じる
～ノーベル賞受賞者30年来の理論を証明～
ゴムが一瞬で壊れる「高速破壊」時に、なぜ亀裂先端が鋭くとがるのかは長年未解明だった。ノーベル物理学賞受賞者ド・ジェンヌ博士が提唱した「粘弾性トランペット理論」を連続体力学の基礎方程式から初めて導き、ゴムの基本的性質である粘弾性だけで鋭化が生じることを数学的に証明した。タイヤから医療材料まで、幅広いポリマー材料の破壊制御や耐久性向上の理論的基盤となることが期待される。JST 戦略的創造研究推進事業において、大阪大学 大学院基礎工学研究科の長滝谷 北斗 大学院生（博士後期課程）、小林 舜典 助教、垂水 竜一 教授とZEN大学 知能情報社会学部 作道 直幸 ...
キーワード：価値創造/医療機器/多様体/微分方程式/偏微分方程式/ソフトマター/トポロジー/厳密解/超伝導体/非線形/スケーリング/動的破壊/粘弾性緩和/磁場/数値計算/超伝導/液晶/高分子/高分子ゲル/浸透圧/磁性体/カテーテル/防振/安全・安心/持続可能/熱力学/連続体力学/環境負荷低減/材料設計/シミュレーション/ひずみ/プラスチック/ポリマー/マルチスケール/環境負荷/航空機/高分子材料/持続可能性/自動車/耐久性/長寿命化/動力学/粘弾性/破壊力学/廃棄物/非線形効果/ガラス状態/緩和時間/関節/人工関節/寿命
他の関係分野：複合領域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10月1日
16
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9月9日
17
オンチップテラヘルツポンププローブ分光系の開発と超伝導体への応用
――超高速電流により量子物質制御を実現する新たな手法――
東京大学低温科学研究センターの島野亮教授（兼：同大学大学院理学系研究科物理学専攻 教授）、関口文哉特任助教、同大学大学院理学系研究科物理学専攻の吉川尚孝助教、吉岡大地大学院生（研究当時）らの研究グループは、物質が電流あるいは電場に対して示す超高速かつ非線形な応答をチップ導波路上で観測可能なオンチップ型のテラヘルツポンププローブ分光の手法を開発しました。研究グループは、同手法を超伝導体に応用し、電流パルスを超伝導体に注入した際に生じる状態の変化をピコ秒（1兆分の1秒）の超高速領域で観測することに成功しました。今回の結果は、超伝導体を用いた超高速のエレクトロニクス応用に向けて有益な知見を与え...
キーワード：量子計算/情報通信/パルス/マグノン/時間分解/素励起/相転移現象/超高速ダイナミクス/超伝導ギャップ/超伝導体/超流動/非線形/非平衡/非平衡ダイナミクス/非平衡現象/閉じ込め/量子計測/量子通信/フーリエ解析/相転移/スペクトル/テラヘルツ/テラヘルツ分光/検出器/超伝導/励起状態/トポロジカル/パルスレーザー/回折限界/材料科学/反射率/テラヘルツ波/フォノン/絶縁体/超短パルス/導波路/非線形光学/誘電率/ニオブ/電気抵抗/電気伝導/光学特性/センシング/ダイナミクス/ピコ秒/レーザー/極低温/周波数/電磁波/半導体/量子力学/超短パルスレーザー/SPECT/プローブ/ラット
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総合生物
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発表日：2025年6月17日
18
強誘電体界面の電荷分布直接観察に成功
～強誘電体デバイスの理解と性能向上を加速～
強誘電体内部のドメイン界面の電荷状態はデバイス特性を支配する主要因と考えられてきたが、その電荷分布を観察することは極めて困難であった。最先端電子顕微鏡により、強誘電体ドメイン界面の電荷分布の直接観察に成功した。本成果は、積層セラミックコンデンサー（MLCC）などの強誘電体デバイスのより詳細な特性理解と性能向上につながると期待できる。JST 戦略的創造研究推進事業 ERATOにおいて、東京大学 大学院工学系研究科 附属総合研究機構の関 岳人 講師、遠山 慧子 助教、髙本 昌弥 大学院生(現 株式会社村田製作所)、柴田 直哉 機構長･教授、幾原 雄一 東京...
キーワード：モバイル/自動運転/トラスト/プロファイル/モノのインターネット（IoT）/医療機器/産学連携/空間分布/非線形/ノイズ/高周波/検出器/磁場/タンタル/高移動度/超原子/光学材料/電子線/非線形光学材料/原子分解能/原子分解能電子顕微鏡/ヘテロ界面/空間電荷/非線形光学/誘電体/誘電率/持続可能/STEM/チタン/チタン酸バリウム/強誘電体/原子構造/固体電解質/磁性材料/電気伝導/電子回折/微細構造解析/電気伝導性/ナノスケール/ナノメートル/リチウム/圧電素子/移動度/極低温/電解質/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/透過電子顕微鏡/半導体/微細構造/分解能/空間分解能/プローブ/DPC/スマートフォン
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発表日：2025年5月29日
19
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
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発表日：2025年5月8日
20
べき乗則の背後に同期現象の存在
―ある普遍的現象が別の普遍的現象を誘発―
東京大学大学院新領域創成科学研究科の三井 譲大学院生（研究当時、現：九州大学助教）と郡宏教授らによる研究グループは、Taylor's law（以下TLと略記）と呼ばれる平均と分散の間に成立するべき乗則が、同期現象によって誘発される可能性があることを数理モデルによって示しました。TLは、さまざまな分野でその成立が観測されている普遍的な法則であり、特に生態系における生物の個体数変動データにおいて幅広く観測されてきました。また、TLの指数は生物分布の推定に用いられることがあり、生態系において観測されるTLの指数に2が多いことが分かっています。しかしながら、どのよ...
キーワード：非同期/時系列データ/同期現象/微分方程式/非線形/振動子/シミュレーション/ダイナミクス/ネットワーク構造/生態系/生態学/心臓/イミン/疫学
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発表日：2025年4月28日
21
量子多体系の情報処理性能を通じて相転移現象を解明
―物性物理と情報科学との架け橋となる量子リザバープロービング―
東京大学大学院工学系研究科の小林海翔大学院生と求幸年教授は、量子多体系における情報伝搬ダイナミクスを通じて、量子相転移およびトポロジカル量子相転移を同一の手法で検出することに成功しました。鍵となる情報伝搬の追跡には、「量子リザバープロービング」という新たに開発した手法を用いました。この手法は、情報伝搬を「情報の推定」という一種の機械学習タスクに落とし込み、その性能を指標として利用するものであり、量子多体系を情報処理に利用する量子リザバーコンピューティング（注4）の逆拡張に相当します。特に量子臨界点付近では、最大限発達した量子揺らぎにより情報伝搬が強く抑制され、推定性能が...
キーワード：コンピューティング/スーパーコンピュータ/タスク/フレームワーク/機械学習/イジング模型/トポロジー/トポロジカル相/トポロジカル相転移/相転移現象/対称性/非線形/非平衡/非平衡ダイナミクス/非平衡状態/物性物理/揺らぎ/量子ダイナミクス/量子相転移/量子多体系/量子臨界点/臨界現象/臨界点/相転移/磁場/超伝導/液晶/トポロジカル/量子液晶/対称性の破れ/スピン/ダイナミクス/非線形性/不確定性/量子効果/量子力学/リザバーコンピューティング/力学的性質
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発表日：2025年4月25日
22
らせん磁性金属の隠れた電子的極性を測り、操る
―金属のマルチフェロイクス機能を実現―
東京大学大学院工学系研究科の山口大輝大学院生、同大学先端科学技術研究センターの北折暁助教、同大学国際高等研究所東京カレッジの十倉好紀卓越教授と、理化学研究所創発物性科学研究センター（CEMS）強相関理論研究グループの永長直人グループディレクターは、マルチフェロイックならせん磁性体金属において、理論的に存在が予測されていた「電子的極性」、「トロイダルモーメント（注4）」の実験的な電流制御・観測に成功しました。らせん磁気構造のらせんの巻く方向の制御と、それに伴う「非相反電気抵抗（注5）」の発現に、トロイダルモーメントが寄与していることが明らかになりました。こうした金属中の隠...
キーワード：マルチフェロイック/時間反転対称性/磁気構造/準粒子/対称性/電気磁気効果/電気分極/反強磁性/反強磁性体/非線形/非線形応答/磁場/らせん構造/理論的研究/強相関/空間反転対称性/磁性体/対称性の破れ/マンガン/メモリ/強磁性/絶縁体/双極子/半金属/ICカード/強磁性体/電気抵抗/電気伝導/電気伝導性/スピン/スピントロニクス/金属材料/電磁誘導/半導体/キメラ/ラット
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発表日：2025年2月15日
23
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1月9日
24
トポロジカル相からカオスへの転移を発見
―非線形トポロジカル物質の原理の解明と応用に向けて―
筑波大学数理物質系物理学域の曽根和樹助教（研究当時：東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻大学院生）、東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の江澤雅彦講師、ゴンゾンピン准教授、澤田太郎大学院生、沙川貴大教授、および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：東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻助教）らによる研究グループは、非線形なトポロジカル物質を理論的に解析することで、それがトポロジカル相からカオスへの転移を起こすことを明らかにしました。このカオスへの転移は、バルクエッジ対応（注4）と呼ばれるトポロジカル物質の基本原理の破れ（注5）を非線形系で引き...
キーワード：情報学/人工知能（AI）/生体情報/量子計算/産学連携/空間分布/周期解/流体方程式/アクティブマター/トポロジー/トポロジカル相/幾何学/情報熱力学/非線形/非線形力学/物質科学/力学系理論/カオス/ノイズ/素粒子/力学系/素粒子物理/トポロジカル/トポロジカル物質/エッジ状態/非線形光学/誘電体/量子デバイス/メタマテリアル/熱力学/電子状態/MEMS/スピン/ダイナミクス/レーザー/非線形効果/非線形性/エネルギー変換/非線形力学系
他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学総合理工工学農学
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発表日：2025年1月9日
25
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
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発表日：2025年1月7日
26
光量子計算プラットフォームに世界で初めて量子性の強い光パルスを導入
―スパコンを超える光量子コンピュータへ突破口―
国立大学法人東京大学大学院工学系研究科の武田俊太郎准教授および吉田昂永大学院生（当時）らの研究チーム、日本電信電話株式会社（以下、NTT）、国立研究開発法人情報通信研究機構（以下、NICT(エヌアイシーティー)）は、量子性の強い光パルスで計算できる世界初の汎用型光量子計算プラットフォームを実現しました。近年、光の連続量方式での汎用的な計算を目指した光量子計算プラットフォームが目覚ましく進展し、量子コンピュータの有望な方式として期待されています。しかし、これまで実現されたプラットフォームは全て、行える演算の種類が「線形演算」のみに限定された不完全なものであり、...
キーワード：ハードウェア/プロセッサ/誤り訂正/不完全性/機械学習/最適化/情報学/人工知能（AI）/量子計算/情報通信/産学連携/パルス/非線形/揺らぎ/量子コンピュータ/量子テレポーテーション/量子もつれ/検出器/超伝導/量子ビット/スクイーズド光/メモリ/光回路/光通信/導波路/非線形光学/非線形光学効果/HPC/シミュレーション/シリコン/プロトタイプ/実証実験/周波数/量子アニーリング/量子力学/ウシ/心臓/力学的性質/イミン/ラット/ICT
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発表日：2025年1月0日
27
コヒーレント・ハイパーラマン分光の開発
──新規非線形振動分光法の開発──
東京大学大学院総合文化研究科の井上一希大学院生、奥野将成准教授らは、新たな振動分光法である「コヒーレント・反ストークス・ハイパーラマン散乱（Coherent Anti-stokes Hyper-Raman Scattering: CAHRS）分光」を開発しました。 本研究ではコヒーレント・ラマン過程とハイパーラマン過程を組み合わせることで、CAHRS信号を世界で初めて実験的に観測しました。先行研究では極めて微弱で検出が難しかった自発ハイパーラマン散乱信号を増幅し、ラマン分光では観測できない分子振動に由来する信号を高効率に検出可能にする手法です...
キーワード：産学連携/コヒーレント/ラマン散乱/超高速ダイナミクス/非線形/ノイズ/スペクトル/振動スペクトル/振動分光/非線形分光/分子構造/赤外分光/吸収スペクトル/物理化学/ラマン/非線形光学/非線形光学効果/分子振動/ベンゼン/ダイナミクス/レーザー/非線形振動/SPECT/ラマン分光/ラマン分光法
他の関係分野：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1月9日
28
量子観測に誘起されたスペクトル相転移の発見
－平衡系と非平衡系との非自明な類似点－
理化学研究所（理研）開拓研究本部濱崎非平衡量子統計力学理研白眉研究チームの濱崎立資理研白眉研究チームリーダー（理研数理創造プログラム上級研究員）、東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の望月健助教（理研開拓研究本部濱崎非平衡量子統計力学理研白眉研究チーム客員研究員）の共同研究チームは、観測下の量子系におけるスペクトル相転移を発見しました。本研究成果は、近年急速に研究が進んでいる「非平衡な量子系における観測誘起相転移」と、古くから精力的に研究されている「平衡状態にある量子系...
キーワード：産学連携/複雑性/スペクトル解析/ハミルトニアン/固有値/エンタングルメント/エンタングルメントエントロピー/トポロジカル相/トポロジカル相転移/開放量子系/混合状態/相関関数/相転移現象/統計力学/非線形/非線形力学/非平衡/非平衡系/非平衡現象/非平衡状態/普遍性/揺らぎ/量子コンピュータ/量子ダイナミクス/量子もつれ/量子相関/量子相転移/量子多体系/臨界点/エネルギースペクトル/エントロピー/カオス/相転移/力学系/スペクトル/数値計算/トポロジカル/ダイナミクス/量子効果/量子力学/エネルギー変換/緩和時間/SPECT/非線形力学系
他の関係分野：複合領域数物系科学総合理工工学農学