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研究キーワード：広島大学における「量子力学」 に関係する研究一覧：11件
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発表日：2026年4月14日
1
誰も見ていないとき、光子は依然として粒子なのだろうか？
～単一光子干渉の物理的解明への第一歩～
単一光子干渉の物理的解明は、長い間、量子重ね合わせ状態の数学的表現をそのまま物理的に解釈することで解決できると考えられてきました。この考えに従えば、単一光子は粒子として二つの光路に「同時に」存在する状況にあることを意味します。そこで我々は最近の量子測定の知見（*5）を単一光子干渉計の実験に適用しました。干渉計内部の二つの光路間での光子数の差を偏光に埋め込み、一方だけ出力した光子の偏光を測定することで、実際に伝播した二光路間での光子数差の二乗を連続量として得ることに成功しました。強め合いの干渉では二光路間の位相差に依存して光子数差が0から１未満の値を得たため、これは光子が二つの光路に広がった状況...
キーワード：精密測定/量子もつれ/量子測定/因果関係/干渉計/素粒子/埋め込み/直線偏光/トレードオフ/単一光子/フィードバック/不確定性/量子力学/干渉効果
他の関係分野：数物系科学化学生物学工学農学
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発表日：2026年3月13日
2
二次元材料である六方晶窒化ホウ素（hBN）の生体量子センサ化に成功
– 欠陥導入と構造制御で細胞計測を実現 –
京都工芸繊維大学の下村鈴音 博士前期課程学生、外間進悟 助教らは、広島大学の中根有梨奈 博士前期課程学生（卓越大学院プログラム履修生）、杉拓磨 准教授および量子科学技術研究開発機構との共同研究により、六方晶窒化ホウ素（hBN）ナノ粒子を用いた新しい量子センサの開発に成功しました。本研究では、hBNナノ粒子内部に多数の「ホウ素空孔中心」と呼ばれる欠陥を導入し、この欠陥の持つ量子特性に基づく蛍光信号を利用することで、光を使って周囲の微小な温度変化を検出できることを実証しました。さらに、二次元材料の欠点である「構造的に脆い」という性質をシリカ（酸化ケイ素）の薄膜でコートすることにより安定化し、その上...
キーワード：最適化/磁気共鳴/量子スピン/六方晶窒化ホウ素/磁場/ケイ素/高分子/二次元材料/原子層/電子線/量子センシング/温度分布/蛍光体/バイオセンシング/温度依存性/計測技術/量子ドット/電子状態/表面修飾/グラフェン/コーティング/コロイド/シリカ/スピン/センシング/ナノスケール/ナノメートル/ナノ材料/ナノ粒子/マイクロ/マイクロ波/環境情報/光計測/構造制御/周波数/量子力学/親水性/生体内/ホウ素/同時測定/微小環境/ナノテクノロジー/病態解明/Hela細胞/がん細胞/ストレス応答/ラジカル/細胞代謝/神経細胞/創薬/培養細胞/ストレス/異分野融合/神経疾患/非侵襲
他の関係分野：情報学数物系科学化学総合理工工学総合生物農学
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発表日：2026年1月21日
3
強相関電子系物質の相図におけるパラダイムシフト
－半世紀使われてきたドニアック相図を超えて－
理化学研究所（理研）放射光科学研究センター物理・化学系ビームライン基盤グループの山岡人志客員研究員、富山県立大学工学部教養教育センターの谷田博司准教授、広島大学放射光科学研究所（HiSOR）のアイケ・シュヴィア助教（研究当時）、シブ・クマール助教（研究当時）、有田将司技術専門職員、島田賢也教授（同大学放射光科学研究所所長）、関西学院大学の山本義哉大学院生（研究当時）、水木純一郎教授、高知大学の田島史郎大学院生（研究当時）、小野寺健太大学院生（研究当時）、西岡孝教授らの国際共同研究グループは、奇妙な異方性（磁気秩序が磁化の起こりやすい方向に起きない）を備えた反強磁性秩序[1]...
キーワード：空間分布/バンド構造/フェルミ面/角度分解光電子分光/軌道角運動量/強相関電子/強相関電子系/近藤効果/近藤半導体/原子核/光電子分光/高温超伝導体/磁気秩序/重い電子/超伝導体/電荷秩序/電子相関/反強磁性/不確定性原理/物性物理/有効質量/量子臨界点/臨界点/SPring-8/X線回折/異方性/希土類元素/相転移/軟X線/放射光/スペクトル/遠赤外線/検出器/磁場/赤外線/超伝導/波動関数/ロジウム/シンクロトロン放射/強相関/磁気モーメント/磁気異方性/磁性体/電子分光/新物質/遷移金属/メモリ/可視光/強磁性/高温超伝導/絶縁体/熱力学/希土類/状態図/単結晶/電気抵抗/電子構造/電子状態/AFM/アルミニウム/ウラン/スピン/電磁波/半導体/不確定性/量子力学/エネルギー変換/結晶構造/SPECT/ナノテクノロジー/力学的性質/オスミウム/バイオテクノロジー/ルテニウム
他の関係分野：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12月4日
4
創薬・材料開発を切り拓く量子化学計算をめざして！ GPUを用いて10倍以上の高速化を実現
広島大学大学院先進理工系科学研究科の伊藤靖朗教授らの研究チームは、富士通株式会社と共同で大規模な量子化学計算を可能にする計算量削減手法を大幅に高速化しました。ハートリーフォック法に必要なメモリ量を削減する「Direct-SCFアルゴリズム（*6）」に加えて、「密度フィッティング（RI近似）（*7）」や「フラグメント分割手法（*8）」などの計算量削減手法を高速化することで、GPUを用いて大規模かつ高精度なポストハートリーフォック法を短時間で実行できるようになりました。特にフラグメント分割手法を用いた大規模量子化学計算では、372原子のCCSD計算が1.4時間で完了し、計算量削減手法を使わない...
キーワード：アーキテクチャ/プロセッサ/科学技術計算/近似計算/グラフィックス/コンピューティング/GPU/アルゴリズム/スーパーコンピュータ/フレームワーク/プログラミング/機械学習/計算機科学/最適化/人工知能（AI）/分散処理/並列アルゴリズム/並列化/計算量/並列分散処理/電子相関/量子化/分子構造/量子化学/量子化学計算/メモリ/ボトルネック/シミュレーション/並列計算/量子力学/コンピュータ・シミュレーション/創薬
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11月8日
5
銅酸化物の高温超伝導体で特殊な電子状態「ノード金属」を発見
～三層構造が高い超伝導を実現する仕組みの解明へ～
広島大学放射光科学研究所准教授の出田真一郎、同大学技術専門職員の有田将司、京都大学大学院人間・環境学研究科教授の吉田鉄平、東京大学大学院理学系研究科名誉教授の藤森淳、内田慎一、同大学低温科学研究センター助教の藤井武則、弘前大学大学院理工学研究科教授の渡辺孝夫（研究当時）、同大学博士課程学生の足立伸太郎（研究当時、現職京都先端科学大学工学部講師）、自然科学研究機構分子科学研究所／総合研究大学院大学准教授の田中清尚、産業技術総合研究所主任研究員の石田茂之、東北大学大学院工学研究科助教の野地尚（研究当時）らと、台湾国立清華大学、米国スタンフォード大学の国際共同研究チームは、銅酸化物高温超伝導体（...
キーワード：フェルミ面/モット絶縁体/液体ヘリウム/角度分解光電子分光/近接効果/光電子分光/高温超伝導体/対称性/超伝導ギャップ/超伝導体/銅酸化物/銅酸化物高温超伝導体/物性物理/ヘリウム/放射光/超伝導/光電子分光法/アニール/物質設計/電子分光/エネルギー貯蔵/キャリア/高温超伝導/酸化物高温超伝導体/絶縁体/ケーブル/紫外線/電気抵抗/電子構造/電子状態/アルミニウム/モーター/リニアモーター/レーザー/酸化物/分解能/量子力学/結晶構造/層構造/高分解能
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：2025年9月18日
6
宇宙の結び目が物質の起源？：トポロジーと宇宙誕生の謎
我々の宇宙は物質が占めていて、反物質がほとんど存在しないということが知られています。物質と反物質は電荷以外の性質がすべて同じで、宇宙創生のビッグバンで生じる両者の量に違いはないはずなので、なぜ反物質が消えてしまったのかは長い間謎でした。素粒子物理学では、138億年前に誕生して間もない高温の火の玉宇宙が膨張し冷えていく過程で、対称性の自発的破れ解説1と呼ばれる現象が何度も起こったと考えられています。その際、宇宙ひも解説２と呼ばれるひも状の欠陥構造とそれらが複雑に絡み合ったネットワークが形成された可能性が指摘されています。広島大学持続可能性に寄与するキラルノット超物質拠点(WPI-SKCM...
キーワード：結び目理論/CP対称性/アクシオン/トポロジー/ニュートリノ振動/フェルミオン/強い相互作用/結び目/対称性/代数学/大統一理論/統一理論/反物質/非対称性/標準理論/量子異常/素粒子/相転移/ダークマター/ニュートリノ/ブラックホール/暗黒物質/宇宙論/銀河/重力レンズ/重力波/初期宇宙/数値シミュレーション/素粒子物理/キラル/トポロジカル/対称性の破れ/レンズ/持続可能/シナリオ/シミュレーション/スピン/トンネル/トンネル効果/ひずみ/持続可能性/量子力学/機能性/イミン
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：2025年9月9日
7
量子と重力の架け橋：加速すると感じる「幻の熱」!? 宇宙の常識を覆す「量子の温もり」を測る新技術で新たな扉を開く
〜超伝導回路で時空の謎解明へ、大きな一歩！〜
「宇宙の真空は、本当は何もない空間なのだろうか？」――この壮大な問いに、広島大学の片山春菜助教率いる研究チームが、驚くべき答えの糸口を見つけました。「加速すると何もないはずの真空が、まるで温かいお風呂のように感じられる」という不思議な現象、「アンルー効果」をついに観測できるかもしれない新手法を提案しました。アンルー効果は、アインシュタインの相対性理論とミクロな世界の不思議な法則量子論という、現代物理学の二つの巨大な柱を結びつける「未解明の超現象」です。全ての物理法則を統一する「究極の理論」の構築を目指す上で、その実験的な確認は極めて重要な課題とされています。しかし、その効果はあまりにも微弱な...
キーワード：ジョセフソン接合/磁束量子/超伝導体/閉じ込め/量子ゆらぎ/量子論/超伝導/絶縁体/電気抵抗/シミュレーション/センサー/トンネル/トンネル効果/モデル化/レーザー/量子効果/量子力学/ゆらぎ/イミン
他の関係分野：数物系科学工学
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発表日：2025年8月21日
8
重い電子がプランキアン時間で運動していることをはじめて観測
― 強く相互作用した電子の新たな法則を発見 ―
大阪大学大学院生命機能研究科（理学研究科兼任）の木村真一 教授（自然科学研究機構分子科学研究所 クロスアポイントメント（当時））、広島大学大学院先進理工系科学研究科 の志村恭通 准教授、高畠敏郎 名誉教授らの研究グループは、重い電子系と呼ばれる物質群の一つであるセリウム・ロジウム・スズ合金（CeRhSn）の中で強く相互作用した電子が強い量子もつれ状態にあり、その寿命がプランキアン時間に従うことを初めて観測しました。 セリウム元素などのレアアース（希土類元素）※６を含む化合物では、希土類元素が有する局在的な開殻4f電子により、ネオジム磁石のような強力な永久磁石や...
キーワード：カゴメ格子/フェルミ液体/フラストレーション/希土類化合物/強い相互作用/近藤効果/光学伝導度/重い電子/重い電子系/電子相関/非フェルミ液体/非従来型超伝導/不確定性原理/物性物理/有効質量/量子コンピュータ/量子テレポーテーション/量子もつれ/量子ゆらぎ/量子臨界現象/量子臨界点/臨界現象/臨界点/スケーリング/希土類元素/スペクトル/テラヘルツ/テラヘルツ分光/ブラックホール/磁場/超伝導/ロジウム/強相関/磁性体/反射率/可視光/高温超伝導/希土類/電気抵抗/電子状態/スピン/ダイナミクス/レアアース/永久磁石/極低温/自動車/不確定性/量子力学/機能性/結晶構造/ゆらぎ/寿命
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：2025年8月9日
9
異方的量子スピンジグザグ鎖モデルの予測を実験的に実証
― 新たな物質機能性の実現が期待 ―
京都大学大学院理学研究科の堀文哉 博士課程学生（現：東北大学大学院理学研究科 助教）、松平広康 博士課程学生、北川俊作 同准教授、石田憲二 同教授、広島大学大学院先進理工系科学研究科の鈴木大斗 博士課程学生、鬼丸孝博 同教授の研究グループは、近年提案された異方的量子スピンジグザグ鎖モデルの予測を実験的に実証しました。 固体物理の分野では、通常の磁性体では見られない秩序状態や準粒子1の研究が注目されています。以前、同研究のグループは希土類のイッテルビウム（Yb）原子がジグザグ鎖を形成する磁性半導体YbCuS2において、格子間隔と非整合な周期をもつ磁気秩序（非整合磁気秩序）と電気的中性...
キーワード：液体ヘリウム/原子核/時間反転対称性/磁気構造/磁気秩序/準粒子/多極子/多極子秩序/対称性/低エネルギー励起/電気磁気効果/電気分極/反強磁性/反強磁性体/普遍性/物質科学/誘電性/量子コンピュータ/量子スピン/臨界点/ヘリウム/異方性/素粒子/磁場/励起状態/核スピン/強誘電性/空間反転対称性/磁性体/スピンエレクトロニクス/強磁性/磁性半導体/温度依存性/希土類/強磁性体/電気抵抗/電子状態/スピン/スピントロニクス/モーター/永久磁石/機能性材料/熱伝導/半導体/量子力学/機能性/ゆらぎ/妥当性/プローブ
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：2025年7月23日
10
DNAが光と磁場を感じる？
—生物の新たな光磁気感知メカニズムを提唱！—
広島大学WPI 持続可能性に寄与するキラルノット超物質拠点(WPI-SKCM2)の岡芳美特任助教および井上克也教授によるグループとドイツのアルベルト・ルートヴィヒ大学フライブルク、埼玉大学および分子科学研究所の共同研究チームは、DNAと生体内に存在するフラビン色素(2)の間でブルーライトを当てた時に起こる反応が、市販の磁気治療器より弱い弱磁場の影響を受けることを示しました。今回の発見は、これまでほとんど着目されてこなかった生体内で起こりうるDNAの光磁気感知のメカニズムを明らかにしたことで、生物がもつ感覚の理解、生活環境下における光や磁場が健康や...
キーワード：オープンアクセス/分析技術/時間分解/地磁気/電子スピン共鳴/スペクトル/磁場/キラル/電子移動/反応機構/光受容/光受容タンパク質/青色光/磁場効果/クロム/レーザー照射/前駆体/可視光/持続可能/紫外線/電子状態/スピン/センサー/ナビゲーション/マイクロ/マイクロ波/レーザー/持続可能性/量子力学/生体内/クリプトクロム/ビタミン/DNA修復/エイジング/寿命/ナノテクノロジー/DNA損傷/アミノ酸/オリゴマー/カチオン/トリプトファン/ラジカル/ラット/活性酸素/電子移動反応/ヘルスケア/生活習慣病/老化
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農学
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発表日：2025年3月17日
11
【研究成果】量子化学計算を革新！GPUで高速化するソフトウェア「GANSU(ガンス)」をオープンソース公開
従来比最大7.1倍の高速計算を実現！
広島大学大学院先進理工系科学研究科の伊藤靖朗教授らの研究チームは、富士通株式会社と共同で量子化学計算ソフトウェア GANSU (GPU Accelerated Numerical Simulation Utility) を開発しました。GANSUは、量子力学の基本となる ハートリーフォック法を中心とした計算手法を高効率に実装しており、GPU を活用することで現行ソフト (PySCF) と比較し 最大7.1倍の計算速度向上 を実現しました。 GANSUは、C++で実装され高効率な並列処理を実現し、量子化学計算を迅速かつ柔軟に行える機能を提供します。これにより、研究者や技術者は、高度な...
キーワード：アーキテクチャ/アクセラレータ/プロセッサ/科学技術計算/グラフィックス/コンピューティング/GPU/アルゴリズム/プログラミング/機械学習/最適化/情報学/並列処理/産学連携/シュレーディンガー方程式/電子相関/量子化/波動関数/分子構造/量子化学/量子化学計算/材料科学/電子励起/持続可能/ベンゼン/ボトルネック/材料設計/シミュレーション/化学工学/第一原理/第一原理計算/知的システム/分子シミュレーション/並列計算/量子力学/エネルギー変換/ラット/創薬/分子軌道計算/コミュニティ
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学工学農学