東京大学 研究シーズ|
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研究キーワード：東京大学における「量子効果」 に関係する研究一覧：8件
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発表日：2026年7月30日
1
熱を近赤外光に変換するカーボンナノチューブ膜
―中温域熱光発電の高効率化に道筋―
東京大学大学院工学系研究科および京都大学エネルギー理工学研究所（兼任）の宮内雄平 教授、東京理科大学理学部第一部物理学科の西原大志 准教授、東京大学大学院工学系研究科の檜作未央子 助教らの研究グループは、構造（カイラリティ）の揃った単層カーボンナノチューブ（SWCNT）の集積膜をヒーターからの熱伝導により加熱し、量子効果の一種である励起子効果に由来した放射ピークを持つ励起子熱放射をマクロスケールのSWCNT膜から観測することに初めて成功しました。また、SWCNTと透明誘電体からなる平面４層の素子構造により、励起子熱放射のピーク強度を熱力学的限界の80％弱まで増強できることも実証しました。本成果...
キーワード：カイラリティ/光物性/高エネルギー/準粒子/広帯域/スペクトル/近赤外/ナノマテリアル/フィルム/耐熱性/ナノ物質/光起電力/振動子/エキシトン/ナノサイエンス/ファイバー/タングステン/単層カーボンナノチューブ/GaSb/キャリア/クーロン相互作用/バンドギャップ/フォトニクス/フォノン/光吸収/赤外光/選択性/誘電体/高温環境/透明性/熱力学/光電変換/電池/燃料電池/カーボン/カーボンナノチューブ/グラフェン/シミュレーション/ナノ材料/レーザー/光ファイバー/高効率化/振動モード/水素原子/静電気力/電磁波/熱伝導/半導体/量子効果/励起子/ナノチューブ/エネルギー変換/干渉効果/層構造/近赤外光
他の関係分野：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7月14日
2
超高速量子メモリ動作を引き出す素子設計
―熱に頼らない高効率な磁気情報の書き込みに向けて―
東京大学大学院理学系研究科の松尾拓海大学院生（研究当時）、肥後友也特任准教授（研究当時）（現：慶應義塾大学 理工学部 准教授）、中辻知教授らを中心とする研究グループは、次世代の超高速・低消費電力ロジック・メモリ向け磁気記録層材料として期待される反強磁性体において、スピン軌道トルク（SOT）による...
キーワード：インターフェース/最適化/人工知能（AI）/学際研究/重金属/スピン軌道相互作用/トポロジー/パルス/異常ホール効果/時間分解/磁気光学/磁気構造/磁気秩序/磁気抵抗/対称性/熱容量/反強磁性/反強磁性体/ホール効果/磁場/タンタル/トポロジカル/トポロジカル物質/磁気抵抗効果/磁性体/マンガン/MRAM/カー効果/スパッタ法/スピン軌道トルク/スピン流/トンネル磁気抵抗効果/メモリ/強磁性/絶縁体/半金属/微細化/量子エレクトロニクス/省エネ/アルミナ/強磁性体/光電変換/電気抵抗/不揮発性メモリ/シリコン/スピン/スピントロニクス/ダイナミクス/トルク/トンネル/トンネル効果/ナノメートル/ピコ秒/マイクロ/金属材料/磁気記録/省エネルギー/積層構造/多層膜/低消費電力/半導体/微細加工/量子効果/量子力学/結晶構造/層構造
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：2026年6月8日
3
直径1ナノメートルの半導体ナノチューブを合成
――原子レベルで制御された次世代トランジスタのチャネル材料――
東京大学大学院新領域創成科学研究科の中西勇介准教授らの研究チームは、ナノメートル（10億分の1メートル）サイズの細い空間（ナノ空間）を利用し、直径およそ1 nmの極めて細い二硫化モリブデン（MoS2、注1）の半導体ナノチューブの合成に成功しました。電子顕微鏡観察や分光分析により、原子レベルで整った構造と、直径に応じて電子構造（バンドギャップ）が変化することを実証しました。半導体デバイスの微細化が進む中、極細の半導体材料の開発が求められています。特にMoS2ナノチューブは、ゲート電極で全周を囲むGate-all-around（GAA）型トラン...
キーワード：低消費電力化/セレン/カイラリティ/テクトニクス/異方性/太陽/超原子/モリブデン/反応場/カルコゲナイド/原子分解能/電子エネルギー損失分光/タングステン/遷移金属/前駆体/テンプレート/トランジスタ/バンドギャップ/絶縁体/選択性/遷移金属ダイカルコゲナイド/層状物質/電子デバイス/二硫化モリブデン/半導体デバイス/半導体材料/微細化/ボトムアップ/無機材料/TMD/原子配列/水素発生/太陽電池/電子構造/電池/カーボン/光学特性/カーボンナノチューブ/シリコン/ナノスケール/ナノメートル/ナノ空間/結晶成長/光学計測/構造制御/炭素材料/低消費電力/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/統計解析/熱処理/半導体/分解能/分光分析/量子効果/ナノチューブ/ホウ素/マッピング/層構造
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総合生物農学
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発表日：2025年8月30日
4
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4月28日
5
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
他の関係分野：情報学数物系科学化学総合理工工学
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発表日：2025年3月3日
6
希土類元素置換で酸化鉄（黒さび）の磁化増大に成功
―ありふれた磁石の性能向上のためのデザイン則を実証―
東京大学大学院工学系研究科の関宗俊准教授、吉田博嘱託研究員、田畑仁教授と高輝度光科学研究センターの山神光平テニュアトラック研究員を中心とする研究グループは、ありふれた磁石であるマグネタイト（Fe3O4、黒さび）の磁化制御のための理論モデル・デザイン則の実証に世界で初めて成功しました。本研究では、希土類元素Euを添加したFe3O4単結晶薄膜の成長プロセスにおいて、成長速度を変化させることにより結晶中のEuの置換サイトを緻密に制御し、Fe3O4のスピネル型結晶構造（...
キーワード：情報学/人工知能（AI）/産学連携/スピン軌道相互作用/異常ホール効果/軌道角運動量/相対論的効果/SPring-8/ホール効果/希土類元素/軟X線/放射光/磁場/円二色性/環境調和/ナノマテリアル/円偏光/磁気モーメント/磁性体/磁気円二色性/触媒化学/強磁性/交換相互作用/選択性/温度依存性/酸化鉄/スピネル/希土類/磁気特性/単結晶/電気抵抗/スピン/スピントロニクス/マグネタイト/永久磁石/金属イオン/結晶成長/酸化物/量子効果/量子力学/生体内/結晶構造/光イメージング/ナノテクノロジー/バイオテクノロジー
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農学
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発表日：2025年2月28日
7
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
8
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