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小峯 裕介

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小峯 裕介

香取研究室

地下資源の探索やダークマターの検出も期待される光格子時計

 

【研究内容】

光格子時計は、今後「秒」を定義する時計になり得る有力候補。光の中に多数の原子を捕捉してその振動数を測定するもので、香取先生は原子が光の影響に左右されない周波数「魔法波長」を使うことで、従来の原子時計設計の常識を変える光格子時計を実現させました。現在はより高精度を追究する一方、光格子時計を使って2地点の時間の進み方の違いを測る実験も進行中。これにより地下資源の探索やダークマターの検出も提案されています。また、異原子種を使った光格子時計の周波数比を測る研究も行っています。

 

【研究形態】

殆どの人がポスドク以上の研究員を含む研究チームで研究を行っています。研究を進める上では、自分で考えたり調べたりする力はもちろん重要ですが、先生やポスドクの方に研究の現状や課題を正確に伝え的確なアドバイスを引き出す力も必要です。

 

【ここが面白い!】

光格子時計を使えば、今まで検出できなかったものが検出できる面白さが。また光を使って原子を自由自在に操るという実験としての面白さもあります。

 

【担当教員】

香取 秀俊教授
研究室の中で誰よりも楽しみながら研究をなさっています。研究の話をニコニコ話すのが印象的です。

 

 

芹川 昂寛

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芹川 昂寛

古澤・吉川研究室

量子コンピュータを創る

 

【研究内容】

量子計算では、通常の計算機では解けない、たとえばインフラシステムの設計や広範囲の交通最適化といった大規模並列計算ができるようになると期待されています。光を使った量子計算を目指す古澤・吉川研では、特に光の粒子的性質と波動的性質のいいとこ取りをするハイブリッド量子情報処理の開拓を行ってきました。現在は量子コンピュータの基本となる回路を原理実証レベルで実現することを目指しています。

 

【研究形態】

量子コンピュータはまだそのしくみも完成には至っていません。そこでチームごと手分けしてそれぞれのテーマを模索しています。技術に走ったり理論に取り組んだりと研究スタイルも各人それぞれ。研究室には長く培ってきた実験ノウハウが綿密に受け継がれています。

 

【ここが面白い!】

既に仕組みのわかっている要素を組み合わせるため電気回路の研究に似たところがありますが、量子光学という分野自体が新しく、誰もやったことのないことがたくさん。ブルーオーシャンが広がっている分野です。

 

【担当教員】

古澤 明教授
研究を楽しめというスタンス。学生を焚きつけ続ける度量が魅力です。

 

 

馬場 翔二

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馬場 翔二

樽茶・山本研究室

量子力学的世界を体験する実感

 

【研究内容】

当研究室が追究するテーマの多くは、将来の通信・計算の基幹技術となり得る、量子情報処理を念頭に置いた基礎研究です。電子状態を詳細に調べるため、半導体を微細化して電子を閉じ込め、0次元の電子系である「量子ドット」を形成します。この量子ドットを利用して1個1個の電子スピンを操る実験を行い、将来の量子情報処理技術に役立つ知見を得ようというものです。

 

【研究形態】

電子スピン制御のほか、光子から電子への量子状態転写や超伝導体・グラフェン等の新規材料を用いた実験等、様々なテーマに応じて3つのサブグループに分かれ、学生各人がテーマを持っていますが、他の学生との情報共有や連携も盛ん。先生やポスドク研究員にも恵まれ、海外との接点も多く、人間的にも成長できる研究室です。

 

【ここが面白い!】

将来の応用を目指す面白さも、基礎物理の面白さも味わえます。量子ドットでは電子1個1個の出入りを測定でき、また少数の電子だけを取り出して操作することも可能。目に見える形で固体中の量子力学的世界を体験する実感があります。

 

【担当教員】

樽茶 清悟教授
どんな話もバイアスなく聴いてくださる、非常に柔和な先生です。

 

 

河野 信吾

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河野 信吾

中村・宇佐見研究室

様々な物理系を用いて量子情報処理に挑む

 

【研究内容】

量子情報処理技術では、量子的な状態をいかに高精度に測定・制御するかが大きなテーマ。そこに様々な物理系を用いて挑んでいるのが当研究室です。具体的には、超伝導量子回路や強磁性体、強誘電体、薄膜振動子、表面弾性波といった様々な物理系を、マイクロ波または光を使って量子的に制御・測定することを目的としています。中村教授は世界で初めてマクロな物理系である超伝導量子ビット回路の制御・処理に成功しました。

 

【研究形態】

研究室はマイクロ波を使うチームと光を用いるチームに大きく分かれ、対象とする物理でもさらに分かれます。お互いの実験方法やアイディアを活発に議論する他、実験装置の共同開発も行っています。なので、いろいろな物理に毎日触れることができます。

 

【ここが面白い!】

量子の不思議な世界が日常ではお目にかかれないように、量子的な状態は非常に壊れやすく、測定や制御が困難。工学を極限まで高めて物理を見る、まさに物理工学といった感じです。また、アイディア一つで誰も見たことのない世界が見られるのも醍醐味です。

 

【担当教員】

中村 泰信教授
学生との距離が近い雰囲気。発表資料など、何事にも美へのこだわりを感じます。

 

 

上東 幹

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上東 幹

小芦研究室

量子暗号をはじめとした量子情報理論を探究

 

【研究内容】

量子コンピュータの時代になれば、現在一般に使われている暗号技術も超高速で解読されてしまいます。そこで、量子力学を利用して高いセキュリティを実現する量子暗号が研究されてきました。当研究室では、従来の「敵に読まれたらその痕跡が残る」という量子暗号とは全く異なった原理によって「敵が読んでも中身がわからない」新たな量子暗号の可能性を打ち出しました。こうした量子暗号をはじめ、量子力学と情報理論がクロスオーバーする量子情報の広範なテーマを理論的に追究。特に光に関連した分野に力を入れています。

 

【研究形態】

基本的に個人で個々のテーマに取り組んでいます。小芦研は光量子科学研究センターに所属しており、他の研究室の学生と共同の居室にいるため、光に関する幅広い知識が自然と身についていきます。また他大学出身のメンバーも多く、様々な考え方に触れられます。

 

【ここが面白い!】

情報技術への応用とは逆に、情報科学の緻密なロジックをもとに量子力学を見つめ直すと、我々の世界を支配する自然法則の、複雑だが美しい定量的な構造が見えてきます。応用と基礎が隣り合わせに存在しているのが研究の醍醐味の一つです。

 

【担当教員】

小芦 雅斗教授
幅広い分野に精通し、いつも鋭い視点や緻密な計算で理論を組み立てている印象です。

 

 

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