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[募集!] 本学の学部1年生から3年生を対象とした技術補佐員を募集いたします!是非、学生のみなさんにおかれては気軽に検討いただければと思います!学術変革領域研究(A) 「光の極限性能を生かすフォトニックコンピューティングの創成」の開始に伴うものですが、学生の視点からは学術研究のインターンシップと考えていただけるとちょうどよいかと思います。詳しくはこちらをご参照ください。

学術変革領域研究(A) 「光の極限性能を生かすフォトニックコンピューティングの創成」が開始しました。(2022年度~2026年度) みなさまのご支援・ご関心をよろしくお願い申し上げます![Webサイト]

本研究室の研究の一部を紹介する和文解説論文です。
・光の極限性能を生かすフォトニックコンピューティング―光を用いた意思決定― [link]
・コンピュテーショナルイメージング概説 [link]
また、本研究室が関わる研究領域及びその基礎に関する紹介のページがございます。[link]

[NEWS!] Intelligent Computing 誌にて原著論文が出版されました! 散乱(ランダム)媒質を介したイメージングにおいて、スペックル相関イメージングは簡易な光学系によるシングルショット計測で対象を推定する有力な手法の一つとして知られています。しかし、散乱のシフト不変性を必要とし、広い視野や厚い散乱体等の現実的な状況への応用展開には課題がありました。本研究は、広い視野や厚い散乱体の散乱特性と対象を同時に推定する新たな原理とそれに基づく散乱除去アルコリズムを提唱し、理論及び実験により実証しました。散乱イメージングの応用領域の拡大に貢献するとともに、光システムとコンピューティングを融合したコンピュテーショナルイメージングの有効性を明確に示す例の一つと言えます。Y. Endo, J. Tanida, M. Naruse, R. Horisaki: Extrapolated speckle-correlation imaging (2022/9/30)

[NEWS!] 堀﨑准教授が2022年度日本光学会光学論文賞を受賞しました!(2022/9/28) (link)

[NEWS!] IEEE Access 誌にて原著論文が出版されました! 時刻同期を活用することで、遅延時間を保証できる新たなコミュニケーションのメカニズムを先行研究で提案していましたが、本研究は、実際の無線双方向時刻同期デバイスとソフトウエア無線機の合成系を構築し、実証実験を示しました。端末の移動(モビリティ)に対しても機能することを示しています。H. Tanaka, Y. Yamasaki, S. Yasuda, N. Shiga, K. Takizawa, N. Chauvet, R. Horisaki, M. Naruse: Experimental Demonstration of Delay-Bounded Wireless Network Based on Precise Time Synchronization (2022/9/5)

[NEWS!] Complexity 誌にて原著論文が出版されました! 負の時間相関を有する不規則時系列信号ーたとえば光カオス時系列などーを用いることで意思決定問題解決の加速が可能であることが先行研究で示されていましたが、そのメカニズムについては未解明となっていました。本研究は、相関付きランダムウォークを用いて独自の数理モデルを構築し、時系列の相関が意思決定性能に寄与する構造を明らかにしました。N. Okada, T. Yamagami, N. Chauvet, Y. Ito, M. Hasegawa, M. Naruse: Theory of Acceleration of Decision-Making by Correlated Time Sequences (2022/8/25)

[NEWS!] Optics Letters 誌にて原著論文が出版されました! 3次元像を再生するホログラフィーは従来、レーザーに代表される時間的・空間的にコヒーレントな光源を用いていましたが、サイズ、価格、安全性の課題がありました。本研究は、LEDに代表される時間的・空間的にインコヒーレントな光源を用いたホログラフィーの実現に成功しました。空間光変調の多段実装と独自のホログラム設計アルゴリズムが鍵となっています。ホログラフィーの適用領域を飛躍的に拡大する新原理として期待されます。計数工学科2021年度卒論生須田隆太朗君の成果です。Ryutaro Suda, Makoto Naruse, and Ryoichi Horisaki: Incoherent computer-generated holography (2022/7/26)

[NEWS!] 秋の学会シーズンに下記を発表! 

  • 土山晃平、レーム アンドレ、巳鼻孝朋、堀崎遼一、成瀬 誠: リザバーコンピューティングによるカオス時系列の自律的再生におけるサンプリング頻度の影響、第83回応用物理学会秋季学術講演会(2022.9.23、東北大学川内北キャンパス+オンライン)
  • 白鳥帆香、新川浩彬、A. Röhm、N. Chauvet、G. Bachelier、J. Laurent、巳鼻孝朋、堀﨑遼一、成瀬 誠: 量子干渉による非対等な集団的意思決定、第83回応用物理学会秋季学術講演会(2022.9.23、東北大学川内北キャンパス+オンライン)
  • 新川浩彬、白鳥帆香、ショヴェ ニコラ、バシェリエ ギヨム、レーム アンドレ、巳鼻孝朋、堀﨑遼一、成瀬 誠: 選好性充足を行う選択競合のない量子干渉サンプリング、 第83回応用物理学会秋季学術講演会(2022.9.23、東北大学川内北キャンパス+オンライン)
  • 服部嗣生、志賀信泰、安田 哲、滝沢賢一、巳鼻孝朋、堀崎遼一、成瀬 誠: 高精度時刻同期に基づく遅延保証光ネットワークの基礎実験、 第83回応用物理学会秋季学術講演会(2022.9.23、東北大学川内北キャンパス+オンライン)
  • 神徳 駿、巳鼻孝朋、Roehm Andre、堀﨑遼一、菅野円隆、内田淳史、成瀬 誠: レーザネットワークのゼロ遅延同期を用いた協調的意思決定メカニズム、第83回応用物理学会秋季学術講演会(2022.9.21、東北大学川内北キャンパス+オンライン)
  • 足助尚樹、巳鼻孝朋、レーム アンドレ、堀﨑遼一、成瀬 誠: 順序エントロピーによるレーザーカオス時系列の分析、第83回応用物理学会秋季学術講演会(2022.9.21、東北大学川内北キャンパス+オンライン)
  • R. Horisaki, Y. Nishizaki, M. Naruse, and J. Tanida: Digital Optical Phase Conjugation with Incoherent Light、第83回応用物理学会秋季学術講演会(2022.9.20、東北大学川内北キャンパス+オンライン)
  • A. Roehm, F. Stelzer, R. Vicente, I. Fischer, S. Yanchuk, S. Sunada, T. Niiyama, R. Horisaki, and M. Naruse: Folded-in-time deep neural networks: Emulating deep neural networks via delay dynamics、第83回応用物理学会秋季学術講演会(2022.9.20、東北大学川内北キャンパス+オンライン)

[NEWS!] Journal of Physics Communications 誌にて原著論文が出版されました! 多数の状態間の状態遷移を伴う強化学習問題の解決において、各状態での行動選択をバンディット問題と見なし、問題全 体 を バ ン デ ィ ッ ト 問 題 の 並 列 構 造 と み な す 新 た な 手 法 ―Parallel bandit architecture for reinforcement learning(PBRL)―を提案しました。実験の結果、Q学習よりも高速な学習が可能で、また光カオス時系列の特徴である時間相関構造が学習に寄与することが示されました。また、状態の探索の様態がQ学習と対称的であることを示しています。T. Urushibara, N. Chauvet, S. Kochi, S. Sunada, K. Kanno, A. Uchida, R. Horisaki, M. Naruse, Parallel bandit architecture based on laser chaos for reinforcement learning, Journal of Physics Communications, Vol. 6, Art. No. 065002 (2022/6/13)

[NEWS!] IEEE Access 誌にて原著論文が出版されました! システム内の大量の要素を瞬時に「ペア」にする問題ーPairingーは、Beyond 5G における非直交多元接続(NOMA)など多くの応用で重要ですが、要素数の増大に対して可能なペアの数が爆発し、システム全体として「よい」性能を示すペアの組み合わせを求めることは容易ではありません。本研究では、要素間の相性(コンパチビリティ)を効率的に観測するアルゴリズムを提案するとともに、ペアリングを独自に提案した3層のグラフ構造における巡回セールスマン問題に変換することで、よいペアリングを高効率に発見する手法を提案しその実証に成功しました。N. Fujita, N. Chauvet, A. Roehm, R. Horisaki, A. Li, M. Hasegawa, M. Naruse, Efficient Pairing in Unknown Environments: Minimal Observations and TSP-based Optimization, IEEE Access, Vol. 10, pp. 57630-57640 (2022/5/30)

[NEWS!] 堀﨑准教授が船井情報科学振興財団第21回 2021年度船井学術賞を受賞しました!受賞テーマ「情報科学駆動によるイメージング技術の革新」(2022/5/21) (link)

[NEWS!] 6月のIEICE研究会(複雑コミュニケーションサイエンス研究会・非線形問題研究会合同研究会(2022.6.10、大阪大学豊中キャンパス))で下記を発表! 

  • 山上智輝、瀬川悦生、田中健一郎、巳鼻孝朋、レーム アンドレ、堀﨑遼一、成瀬 誠: 量子ウォークにより駆動されるランダムウォークの推移確率の骨格構造
  • 新川浩彬、ショヴェ ニコラ、バシェリエ ギヨム、レーム アンドレ、堀﨑遼一、成瀬 誠: 選択競合のない集団的意思決定における最適な選好性充足手法
  • 藤田尚輝、レーム アンドレ、巳鼻孝朋、堀﨑遼一、李 傲寒、長谷川幹雄、成瀬 誠: 非直交多元接続に対するペアリング最適化アルゴリズムの適用

[NEWS!] 競合を回避すると同時に個々の選好性を充足する確率的意思決定に関する研究を arXiv にアップロードしました。 個々が複数の選択肢における選好性を有するなかで、選択競合が許されない状況においては、他者の選好性も考慮に入れた集団的意思決定を行う必要があります。Top Trading Cycleなどの従来手法は個々が確定的な選好性を持つ場合の割当手法を与えますが、現実には、しばしば確率的意思決定が求められます。本研究は、意思決定の競合を回避すると同時に、個々の選好性を完全に充足できる確率的意思決定の要件を初めて解明しました。H. Shinkawa, N. Chauvet, G. Bachelier, A. Röhm, R. Horisaki, M. Naruse: Optimal preference satisfaction for conflict-free joint decisions, arXiv:2205.00799 (2022/5/2)

[NEWS!] 電子情報通信学会 基礎・境界ソサイエティ Fundamentals Review 誌に和文解説論文が掲載されました。 成瀬 誠, 内田 淳史, 内山 和治, 赤羽 浩一, 光の極限性能を生かすフォトニックコンピューティング―光を用いた意思決定―, 電子情報通信学会 基礎・境界ソサイエティ Fundamentals Review, 15巻, 4号, pp. 310-317, 2022 (2022/4/1)(link)

[NEWS!] 春の学会シーズンに下記を発表! 

  • 田中晴亮、山﨑雄輔、安田 哲、志賀信泰、滝沢賢一、ショヴェ ニコラ、レーム アンドレ、堀﨑遼一、成瀬 誠: 時刻同期を利用した遅延保証無線ネットワークの実証、2022年電子情報通信学会総合大会 (2022.3.15、オンライン開催)
  • 山上智輝、瀬川悦生、Nicolas Chauvet、Andre Roehm、堀﨑遼一、成瀬 誠: 量子ウォークを用いたバンディットアルゴリズム、2022年電子情報通信学会総合大会 (2022.3.16、オンライン開催)
  • 奥山拓哉、Nicolas Chauvet、Andre Roehm、堀﨑遼一、成瀬 誠: GPUを活用した近似計算による行列積の高速化、2022年電子情報通信学会総合大会 (2022.3.16、オンライン開催)
  • 藤田尚輝、Nicolas Chauvet、Andre Roehm、堀﨑遼一、李 傲寒、長谷川幹雄、成瀬 誠: 巡回セールスマン問題としてのペアリング最適化と高効率アルゴリズム、2022年電子情報通信学会総合大会 (2022.3.16、オンライン開催)
  • 新川浩彬、Chauvet Nicolas、Bachelier Guillaume、Huant Serge、Roehm Andre、堀﨑遼一、成瀬 誠: 量子干渉を用いた協調的意思決定とマルチエージェント強化学習への応用、第69回応用物理学会春季学術講演会(2022.3.22、ハイブリッド開催)
  • 足助尚樹、ショヴェ 二コラ、レーム アンドレ、菅野円隆、内田淳史、堀﨑遼一、成瀬 誠: アラン分散による低周波不規則振動の時間構造の分析、第69回応用物理学会春季学術講演会(2022.3.25、ハイブリッド開催)
  • 鈴井洸胤、内山和治、内田欣吾、ニコラ ショヴェ、アンドレ レーム、堀﨑遼一、堀 裕和、成瀬 誠: カタストロフィー理論を用いたフォトクロミック単結晶の屈曲現象の数理モデル化、第69回応用物理学会春季学術講演会(2022.3.26、ハイブリッド開催)
  •        

[NEWS!] 2021年度卒業論文審査会にて発表!(2022/2/14~15)

  • 遠藤祐利「自己相関推定による広視野スペックル相関イメージング」
  • 須田隆太朗「時空間インコヒーレント光のための多層型計算機合成ホログラフィ」
  • 田中晴亮「時刻同期を用いた遅延保証無線通信の実証実験と優先度による機能拡張」

[NEWS!] 2021年度修士論文審査会にて発表!(2022/1/31~2)

  • 漆原 昂「光カオスに基づく強化学習のための並列バンディット構造」

[NEWS!] Applied Physics Letters 誌にて原著論文が出版されました! 複数の探針を有するAFM及びSTMという世界に類を見ない新規なシステムを協働で開発し、光によって異性化するフォトクロミック単結晶の時空間ダイナミクスをミクロスケールにおいて捉えました(山梨大・龍谷大と協働: CRESTプロジェクト)。自然系を生かした動的記憶構造の構築に向けた重要な一歩となります。H. Suzui, K. Uchiyama, K. Takase, R. Nakagomi, L. Kono, K. Uchida, N. Chauvet, R. Horisaki, H. Hori, M. Naruse: Double-probe atomic force microscopy for observing spatiotemporal dynamics in a photochromic thin film (2022/2/15)

[NEWS!] Optics Letters 誌にて原著論文が出版されました! Compressive propagationー圧縮光伝搬ーという全く新しい概念を提唱し、従来は多大な計算が不可欠だったインコヒーレント光や部分コヒーレント光の光伝搬計算を劇的に軽快化することに成功しました。Ryoichi Horisaki, Takuro Aoki, Yohei Nishizaki, André Röhm, Nicolas Chauvet, Jun Tanida, Makoto Naruse: Compressive propagation with coherence (2022/1/25)

[NEWS!] NOLTA, IEICE 誌の Special section on laser dynamics and complex photonics にて5報の原著論文が出版されました。(2022/1)

  • Z. Duan, A. Li, N. Okada, Y. Ito, N. Chauvet, M. Naruse, and M. Hasegawa: User pairing using laser chaos decision maker for NOMA systems [doi]
  • H. Kanemasa, A. Li, Y. Ito, N. Chauvet, M. Naruse, and M. Hasegawa: Dynamic channel bonding in WLANs by hierarchical laser chaos decision maker [doi]
  • M. Shimomura, N. Chauvet, M. Hasegawa, and M. Naruse: Experimental demonstration of channel order recognition in wireless communications by laser chaos time series and confidence intervals [doi]
  • A. Oda, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida: Adaptive decision making using a chaotic semiconductor laser for multi-armed bandit problem with time-varying hit probabilities [doi]
  • R. Mito, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida: Experimental demonstration of adaptive model selection based on reinforcement learning in photonic reservoir computing [doi]

[NEWS!] 日本光学会ナノオプティクス研究グループ 第28回研究討論会にて招待講演。(2021/12)

  • 成瀬 誠, 光を用いた意思決定の研究 (招待講演)
  • 鈴井洸胤, 内山和治, 内田欣吾, ニコラショヴェ, アンドレレーム, 堀﨑遼一, 堀裕和, 成瀬誠, ナノ領域でのフォトクロミズムの時空間ダイナミクス:境界形成とカタストロフィモデル(博士課程学生招待講演)

[NEWS!] 国際会議 ICETC にて本研究室山上智輝君と藤田尚輝君が Student Presentation Award を受賞しました!(2021/12/2)

[NEWS!] 国際会議 2021 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC 2021、2021/12/1-3、オンライン) にて下記を発表! 

  • T. Yamagami, E. Segawa, N. Chauvet, A. Rohm, R. Horisaki, M. Naruse: Generation of one-dimensional random walks driven by quantum walks
  • N. Fujita, N. Chauvet, A. Rohm, R. Horisaki, A. Li, M. Hasegawa, M. Naruse: Proposal of efficient algorithms for large scale pairing
  • Y. Yamasaki, N. Shiga, S. Yasuda, K. Takizawa, M. Yoshida, M. Naruse: Proposal of time-synchronized random sequence generation based on Wireless Two-way Interferometry

[NEWS!]人工知能学会 ナチュラルコンピューティング研究会(SIG-NAC)で招待講演を行いました。(2021.11.27、オンライン)

[NEWS!] 近接場光とフォトクロミズムを用いた順序構造認識に関する論文をarXiv に掲載しました。シューベルトカリキュラスと呼ばれる数学にインスパイアされた構造認識手法を提案しています。自然系の特徴を全く新たなかたちで活用する試みです。2020年度計数工学科システム情報工学コース卒論生中島創太君らによる研究成果です。K. Uchiyama, S. Nakajima, H. Suzui, N. Chauvet, H. Saigo, R. Horisaki, K. Uchida, M. Naruse, H. Hori: Order recognition by Schubert polynomials generated by optical near-field statistics via nanometre-scale photochromism, arXiv:2111.09462

[NEWS!] 国際会議 International Symposium on Physics and Applications of Laser Dynamics 2021 (IS-PALD 2021、2021/11/16-18、オンライン) にて下記を発表!なお、本会議は参加費無料で聴講できます! 

  • M. Naruse, A. Uchida, K. Uchiyama, and K. Akahane: Reinforcement learning by photonics (Invited)
  • A. Röhm, F. Stelzer, R. Vicente, I. Fischer, and S. Yanchuk: Folded-in-time deep neural networks: constructing and training a network with a single active element using feedback-modulated delay lines
  • T. Urushibara, N. Chauvet, A. Röhm, S. Kochi, S. Sunada, K. Kanno, A. Uchida, R. Horisaki, and M. Naruse: Parallel bandit architecture for reinforcement learning using chaotic laser time series
  • N. Asuke, N. Chauvet, A. Röhm, K. Kanno, A. Uchida, R. Horisaki, and M. Naruse: Analysis of the temporal structure of laser chaos by Allan variance
  • H. Shinkawa, N. Chauvet, G. Bachelier, S. Huant, A. Röhm, R. Horisaki, and M. Naruse: Ensuring stability in competitive decision making by quantum interference in orbital angular momentum of light)
  • H. Suzui, K. Uchiyama, K. Uchida, N. Chauvet, A. Röhm, R. Horisaki, H. Hori, and M. Naruse: Continuous observation of boundary formation on photochromic materials observed by double-probe AFM
  • K. Morijiri, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida: Decision making in the multi-armed bandit problem using chaotic temporal waveforms
  • T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida: Photonic decision making for competitive multi-armed bandit problem using synchronized laser network
  • R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida: Photonic decision making using chaotic dynamics in a multi-mode semiconductor laser with optical feedback
  • Y. Arakawa, K. Uchiyama, Y. Hashimoto, K. Uchida, H. Suzui, M. Naruse, and H. Hori: History-dependent nano-photoisomerization by optical near-field in photochromic single crystals

[NEWS!] アンドレレーム特任研究員の Model-free inference of unseen attractors に関する研究がAIP Chaos 誌 に掲載されました!(2021/10/26) AIP Scilightでもフィーチャーされました! AI may help predict previously unseen states in dynamical systems  (2021/10/29)

[NEWS!] 量子干渉を用いた協調的意思決定に関する論文が Scientific Reports に掲載されました!  Takashi Amakasu, Nicolas Chauvet, Guillaume Bachelier, Serge Huant, Ryoichi Horisaki, Makoto Naruse: Conflict-free collective stochastic decision making by orbital angular momentum of photons through quantum interference, Sci. Rep. 11, 21117 (2021/10/26). 2020年度計数工学科システム情報工学コース卒論生甘粕隆隆志君による研究です。

[NEWS!] 秋の学会シーズンに下記を発表! 

  • 足助尚樹、Nicolas Chauvet、Andre Roehm、菅野円隆、内田淳史、堀﨑遼一、成瀬 誠: アラン分散によるレーザーカオスの時間構造の分析、第82回応用物理学会秋季学術講演会、講演予稿集、p. 03-116(2021.9.11、オンライン開催)
  • 新川浩彬、Nicolas Chauvet、Guillaume Bachelier、Serge Huant、Andre Roehm、堀﨑遼一、成瀬 誠: エンタングルメントと軌道角運動量によるN 本腕バンディット問題の解法、第82回応用物理学会秋季学術講演会、講演予稿集、p. 19-010(2021.9.12、オンライン開催)
  • 白鳥帆香、漆原昂、二コラショヴェ、砂田 哲、菅野円隆、内田淳史、堀崎遼一、成瀬 誠: フォトニック強化学習における時間割引の解析、第82回応用物理学会秋季学術講演会、講演予稿集、p. 19-012(2021.9.12、オンライン開催)
  • 鈴井洸胤、内山和治、内田欣吾、ニコラショヴェ、堀﨑遼一、堀 裕和、成瀬 誠: ダブルプローブAFMによる フォトクロミック単結晶薄膜境界の連続計測、第82回応用物理学会秋季学術講演会、講演予稿集、p. 03-393(2021.9.13、オンライン開催)
  • 藤田尚輝、二コラショヴェ、アンドレレーム、堀﨑遼一、李倣寒、長谷川幹雄、成瀬 誠: 非直交多元接続方式(NOMA)における探索削減アルゴリズムの提案、2021年電子情報通信学会ソサイエティ大会(2021.9.14-17、オンライン開催)
  • 山上智輝、瀬川悦生、ニコラショヴェ、アンドレレーム、堀﨑遼一、成瀬 誠: 量子ウォークにより駆動される1次元ランダムウォークの構成、2021年電子情報通信学会ソサイエティ大会(2021.9.14-17、オンライン開催)

[NEWS!] システム情報談話会(2021/7/2)にてアンドレ レーム博士が講演します。Folded-in-Time Deep Neural Networks: Emulating a multilayer neural network with a delay-based single-node physical system。一般公開・要申し込みとなっています。詳しくはこちらをご覧ください。

[NEWS!] フォトクロミック材料での自律的で動的な境界形成の実証とカタストロフィー理論を用いたモデル構築の研究が Applied Physics Exress 誌に採択されました! Boundary formation in photochromic diarylethene single crystals and its catastrophe theory modeling (2021/6/11). 大学院鈴井洸胤君の達成がかたちになりました

[NEWS!] 時刻同期を活用し、遅延保証を実現する無線通信の研究が IEEE ACCESS 誌に採択されました! Delay-bounded Wireless Network Based on Precise Time Synchronization Using Wireless Two-way Interferometry (2021/6/9). 2020年度卒論生山﨑雄輔君が大活躍いたしました!

[NEWS!] 2020年2月~6月に本研究室の技術補佐員を務めた下村光彦君が電子情報通信学会NOLTAソサイエティ複雑コミュニケーションサイエンス研究会(CCS)の奨励賞を受賞しました!2021/6/12に受賞講演・授賞式がオンラインで開催されます。(レーザカオス時系列と信頼度に基づく無線チャンネル順位認識の実証実験, 信学技報, Vol. 120, No. 56, CCS2020-1, pp. 1-6, 2020年6月

[NEWS!] Andre Rohm 博士が特任研究員に着任しました!(2021/6/1)

[NEWS!] 令和3年度 東京大学 フランス国立科学研究センター共同研究プログラム「Excellence Science」に採択いただきました。(フランス側 PI:Université Grenoble Alpes / CNRS CNRS Institut Néelの Guillaume Bachelier 博士)(2021/5)

[NEWS!]システム情報第7研究室が関わる研究領域及びその基礎に関する紹介シリーズ」という資料を作成しました!研究の流れをざっと展望したり、背景知識の導入の参考になるような内容としています。(2021/5)

[NEWS!] 大学院の入試説明会が 5/22(土)にオンラインで開催されます。詳しくはこちらをご覧下さい。また、大学院において本研究室への進学に関心を有している方、いつでもお気軽に問い合わせください。(2021/5)

[NEWS!] 工学部が企画した全学科の紹介ムービーが公開されました。計数工学科の紹介ムービーも是非ご欄下さい!(本研究室の成瀬が2021年度の計数工学科学科長をつとめているため、ムービーのなかでは本研究室のメンバーが出演しています!)(2021/5)

[NEWS!] 高精度時刻同期を用いた光ネットワークの論文がNOLTA, IEICE誌に掲載されました!(2021/4/1)

[NEWS!] Spectral speckle-correlation imaging の論文がApplied Optics 誌に掲載されました!(2021/3/9)

[NEWS!] エンタングルドフォトンと古典光子の混合戦略の論文がScientific Reports 誌に掲載されました!(2021/3/1)

[NEWS!] レーザーカオスを用いた順序認識の論文がScientific Reports 誌に掲載されました!(2021/2/24)

[NEWS!] 情報理工学系研究科「フォーカス」紹介記事が掲載 (2021/2/15)

[NEWS!] 2021年春の学会での発表

  • 漆原 昂、二コラショヴェ、砂田 哲、菅野円隆、内田淳史、堀崎遼一、成瀬 誠:フォトニックQ学習における状態探索の解析、第68回応用物理学会春季学術講演会、(2021.3.16-19、オンライン開催)
  • Nicolas Chauvet、Guillaume Bachelier、Serge Huant、Hayato Saigo、 Hirokazu Hori、Ryoichi Horisaki、 Makoto Naruse : N-users optimal resource sharing with entangled photons、第68回応用物理学会春季学術講演会、(2021.3.16-19、オンライン開催)
  • 甘粕隆志、Nicolas Chauvet、 Guillaume Bachelier、Serge Huant、堀﨑遼一、成瀬 誠:光の軌道角運動量とエンタングルメントを用いた確率的意思決定,第68回応用物理学会春季学術講演会,(2021.3.16-19、オンライン開催)
  • 中島創太、 鈴井洸胤、内山和治、 堀 裕和、 ニコラショヴェ、 堀﨑遼一、 成瀬 誠:近接場光から作成したシューベルト多項式による構造認識とその拡張性、第68回応用物理学会春季学術講演会,(2021.3.16-19、オンライン開催)
  • 山﨑雄輔、ショヴェニコラ、志賀信泰、安田 哲、滝沢賢一、堀﨑遼一、成瀬 誠:無線双方向時刻比較を利用した遅延保証無線ネットワーク、電子情報通信学会総合大会、(2021.3.9-12、オンライン開催)
など。詳しくはこちらへ。

[NEWS!] 2020年度卒業論文審査会にて発表!(2021/2/7~9)

  • 甘粕隆志「光の軌道角運動量とエンタングルメントを用いた確率的意思決定の研究」
  • 中島創太「近接場光から作成したシューベルト多項式による構造認識とその拡張性」
  • 山﨑雄輔「高精度時刻同期に基づく遅延保証無線ネットワークの研究」

[NEWS!] 春の応用物理学会にてシンポジウム「フォトニクスとコンピューティングの先端動向」が開催されます!(2021/3/17)。本会は学生さんは聴講参加費無料となっています。

[NEWS!] NEDO「ポスト5G通信システム基盤強化研究開発事業/先導研究」に採択されました。「極限時刻同期に基づく革新的通信デバイスと応用開拓」(代表機関: NICT、分担機関: 日本電波工業株式会社、東大、東北大)。東大グループは時刻同期を生かした全く新しい遅延保証通信の創成を目指します(2020/10/27)。

[NEWS!] JSTさきがけ「光極限」のオンライン公開シンポジウム(2020/12/10)にて堀﨑准教授が登壇します。参加無料、事前申込要となっています。詳しくはこちらをご参照ください

[NEWS!] エンタングルメントを用いた協調的意思決定の論文がScientific Reports 誌に掲載されました!チーム全体としての報酬の最大化と公平性の最大化を両立させるエンタングルメントを明示しています(2020/11/24)

[NEWS!] 本研究室に堀﨑遼一准教授が着任しました!より一層たのしく研究を進めて参ります!(2020/11/1)

[NEWS!] 日本光学会の会誌「光学」に解説論文「量子もつれ光子を用いた意思決定」が掲載されました!(2020/10)

[NEWS!] UTokyo Voices に取り上げられました!関連の皆様ありがとうございます。光は「道具」ではなく「素材」。分野を絡み合わせた研究が新たな可能性を拓く。| UTOKYO VOICES 093 (2020/7/16)

[お知らせ] Aセメスター大学院講義「圏論的システム論の探求」の講義情報を UTAS、ITC-LMS にアップしました。オンライン講義(Zoom)で、録画も適宜ITC-LMSに登録予定です (2020/9/18)

[NEWS!] 光を用いたモデル選択の論文が Scientific Reports 誌 に掲載されました!リザーバコンピューティングと意思決定の融合。 Adaptive model selection in photonic reservoir computing by reinforcement learning (2020/6/22)

[NEWS!] 2020年9月の応用物理学会(オンライン)にて下記発表を行います。

  • 鈴井 洸胤(D1),Nicolas Chauvet,内山 和治,内田 欣吾,堀 裕和,成瀬 誠: フォトクロミック結晶の近接場光の空間分布により生成したSchubert多項式の多様性
  • 漆原 昂(M1),二コラショヴェ,河内 聡志,砂田 哲,菅野 円隆,内田 淳史,成瀬 誠:レーザーカオス時系列を用いたQ学習の提案と実証

[NEWS!] カオスを用いた順位認識の論文をarXivに掲載しました。Arm order recognition in multi-armed bandit problem with laser chaos time series (2020/5/28)

[NEWS!] 無線双方向時刻同期を用いた情報伝達の論文をarXivに掲載しました。Information transfer based on precision time synchronization via wireless interferometry (2020/5/27)

[NEWS!] 大学院入試説明会での 研究室紹介資料を掲載しました!(2020/5/23)

[NEWS!] ニコラ ショヴェ博士が助教に着任しました!(2020/4/1)

[NEWS!] メンバーのページを更新しました!(2020/4/1)

[NEWS!] 科研費 基盤A「光の極限性能を生かすAIフォトニクス高次機能の創成」が採択されました。CRESTと併行し発展を目指します。NICT志賀先生、山梨大内山先生と協働 (2020/4/1)

[お知らせ] 授業について(認識行動システム論第一、認識行動システム論第二)オンライン授業にて行われます。アクセス先は UTAS を参照してください。

[NEWS!] 電子情報通信学会誌 2020年3月号 小特集「量子技術に着想を得た次世代コンピューティング」に解説論文が掲載されました!「光を用いた意思決定メカニズム」 (PDF)

[NEWS!] 日本工業出版「光アライアンス」2020年3月号 特集「AIで進化する光学技術」に解説論文が掲載されました!「光を用いた意思決定の展開」 (link)

[NEWS!] フォトクロミズムを用いた多項式系列生成に関する研究が Scientific Reports に採択されました!意思決定・順序の問題解決に向けた重要な達成と位置づけています "Generation of Schubert polynomial series via nanometre-scale photoisomerization in photochromic single crystal and double-probe optical near-field measurements" (link)

[NEWS!]「確率のカオス」の実験的実証が Applied Physics Express (APEX)に掲載されました!フランス・グルノーブルアルプス大学との共同研究 "Experimental demonstration of random walk by probability chaos using single photons" (2020/3/20) (link)

[NEWS!] 埼玉大学内田淳史教授らとの共著で JJAP 誌の特集 "Physics and devices toward artificial intelligence" に招待レビュー論文 "Reservoir computing and decision making using laser dynamics for photonic accelerator" が掲載されました!(2020/3/12) (link)

[NEWS!] メンバーのページを更新しました(2020/2/18)

[NEWS!] 卒業論文の発表が完了しました!(2020/2/12)

  • 成澤直輝「多本腕バンディット問題における腕順位認識へのレーザカオス時系列の応用」
  • 小山大次郎「無線双方向時刻同期に基づく情報伝達」

[NEWS!]Keynote Presentation at SPIE Photonics West (Conference 11299: AI and Optical Data Sciences) on Feb 4, 2020. (slides)

[NEWS!] カオスを用いたWiFiの研究が Scientific Reports に採択されました! "Dynamic channel selection in wireless communications via a multi-armed bandit algorithm using laser chaos time series" (link)

[NEWS!] 国際会議 The 8th Korea-Japan Joint Workshop on Complex Communication Sciences (KJCCS)にて本研究室の成澤直輝君(B4)が Best Student Paper Award を受賞しました!

[NEWS!] 国際会議 The 8th Korea-Japan Joint Workshop on Complex Communication Sciences (KJCCS)にて下記発表をしました!

  • Order Recognition in Multi‐armed Bandit Problem with Chaotic Laser Time Series, Naoki Narisawa 1, Nicolas Chauvet 1, Mikio Hasegawa 2 and Makoto Naruse 1 (1 The University of Tokyo, Japan, 2 Tokyo University of Science, Japan)
  • Information network using precision time synchronization via wireless interferometry: delay tolerance and skew evaluations, Daijiro Koyama 1, Nobuyasu Shiga 2, Satoshi Yasuda 2, Nicolas Chauvet 1 and Makoto Naruse 1 (1 The University of Tokyo, Japan, 2 National Institute of Information and Communications Technology, Japan)
  • Channel selection in wireless communications by multi‐armed bandit algorithm using chaotic time series, Shungo Takeuchi 1, Makoto Naruse 2, Kazutaka Kanno 3, Atsushi Uchida 3 and Mikio Hasegawa 1 (1 Tokyo University of Science, Japan, 2 The University of Tokyo, Japan, 3 Saitama University, Japan)

[NEWS!] CREST光意思決定プロジェクトの中間評価会(2019.12.17)での発表スライド(の一部)をアップロードいたしました。AI、光、理論、プログラミング、デバイス・・・様々なフロンティアが交わるエキサイティングな先端学際領域です。みなさんの興味の視点から、最先端の光情報システム研究に関わってみませんか!(PDF)

[お知らせ(授業)] システム情報工学演習第2参考文献のページ (link)

[NEWS!] Nature Research"Behavioural and Social Sciences"(行動科学及び社会科学) というサイトにご招待いただき寄稿しました!"Team decision making by quantum light" (link)

[NEWS!] APL Photonics でのPerspective論文が同誌2019年9月号の表紙に選ばれました!(link)

[最近の論文から注目のもの!] APL Photonics での Perspective論文(2019)!, IEEE JSTQE 招待論文(2019)!, もつれ光子ディシジョンメーカー(Scientific Reports, 2019)!, カオスでデータ生成(Scientific Reports, 2019)!

[近況] スペイン・マヨルカのIFISC(Institute for Cross-Disciplinary Physics and Complex Systems)のAndre Rohm博士が共同研究のため滞在(2019.11.18~2019.11.27)

[近況] フランス・グルノーブルの Univ Grenoble Alpes 及び CNRS より Serge Huant 博士および Guillaume Bachelier 博士が共同研究のため滞在(2019.10.21~2019.11.1)

[お知らせ] シンポジウム「圏論的世界像からはじまる複合知の展望」を開催します。(2020.1.25 慶応大学)

[NEWS!]西郷甲矢人先生と本研究室成瀬の対談記事が出ました!(「圏論の道案内に先だって」技術評論社WEBサイト)。記事はこちらです(全6回)

[お知らせ] 2019.5.19 大学院入試説明会(link) システム情報第7研究室の紹介ポスターの電子版はこちらです

[最近の論文から](全リストはこちら

  • K. Kitayama, M. Notomi, M. Naruse, K. Inoue, S. Kawakami, and A. Uchida: Novel frontier of photonics for data processing - Photonic accelerator, APL Photonics, Vol. 4, No. 9, pp. 090901, September 2019. (doi)
  • APL Photonics誌 Perspective 論文!(CREST次世代フォトニクスの複数チームの研究者が一丸となって執筆!光アクセラレーターの概念を提案。メディアでも多数報じられています(altmetric)
  • M. Naruse, T. Matsubara, N. Chauvet, K. Kanno, T. Yang, A. Uchida: Generative adversarial network based on chaotic time series, Scientific Reports, Vol. 9, Article No. 12963, September 2019. (doi)カオスをGANの潜在変数に用いるという試み。レーザーカオスから人工データ生成という新たな可能性を拓く。
  • N. Chauvet, D. Jegouso, B. Boulanger, H. Saigo, K. Okamura, H. Hori, A. Drezet, S. Huant, G. Bachelier, and M. Naruse: Entangled-photon decision maker, Scientific Reports, Vol. 9, Article number 12229 (2019). (doi) チーム一丸となってみんなの利益の最大化、公平性の実現、出し抜き行為禁止、を光を用いて実現(もつれ光子ディシジョンメーカー)
  • M. Naruse, N. Chauvet, A. Uchida, A. Drezet, G. Bachelier, S. Huant, and H. Hori: Decision-Making Photonics: Solving Bandit Problems Using Photons, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 26, No. 1, Article No. 7700210 (2020). (doi) (Invited paper)IEEE JSTQE誌における特集 Photonics for Deep Learning and Neural Computing での招待論文
  • R. Homma, S. Kochi, T. Niiyama, T. Mihana, Y. Mitsui, K. Kanno, A. Uchida, M. Naruse, and S. Sunada: On-chip photonic decision maker using spontaneous mode switching in a ring laser, Scientific Reports, Vol. 9, Article number 9429 (2019). (doi)光チップ(マイクロリングレーザー)を用いた意思決定。発振の自発的反転を活用
  • H. Suzui, K. Uchiyama, R. Nakagomi, H. Saigo, K. Uchida, M. Naruse, and H. Hori: Generation of Schubert polynomial series by nanophotonics, arXiv:1907.05625 (link)
  • H. Saigo, M. Naruse, K. Okamura, H. Hori, and I. Ojima: Analysis of Soft Robotics Based on the Concept of Category of Mobility, Complexity, Vol. 2019, pp. 1490541 (2019). (doi)

[最近の学会発表から](全リストはこちら

  • M. Naruse, N. Chauvet, S. Huant, S. Sunada, A. Uchida, and H. Hori: Decision making using classical and quantum light, AI and Optical Data Science conference, SPIE Photonics West, February 2020 (Keynote)
  • 王 允卓、中村文彦、志賀信泰、安田 哲、Nicolas Chauvet、成瀬 誠: 時刻同期を用いた単一ワードアービトレーション光ネットワーク、第79回応用物理学会秋季学術講演会、講演予稿集(2019.9.20) ピコ秒レベルの時刻同期技術 WiWi を用いた遅延保証できるネットワークを提案
  • N. Chauvet, M. Ethis de Corny, G. Laurent, A. Drezet, G. Nogues, G. Dantelle, T. Gacoin, A. Uchida, H. Hori, S. Huant, G. Bachelier, M. Naruse: Single hybrid plasmonic structures for efficient photon pair production at the nanoscale, The 10th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (2019.7.23, Lisbon) (Invited)
  • M. Naruse, N. Chauvet, A. Uchida, S. Huant, H. Hori: Decision Making by Photons, Conference Proceedings of The 15th International Conference on Multimedia Information Technology and Applications (MITA2019), Keynote Speech 4 (Ho Chi Minh City, 29019.6.29) (Keynote)

        

過去のお知らせはこちら

Concept



光 × コンピューティングー光・自然系を活用したシステムデザインー

光を含めた自然界の数物構造に対し、システム情報学の視点からアプローチし、物理系とシステムアーキテクチャの適切な数理的理論化、並びに光電子デバイス・レーザーカオス・ナノ光学などによる実現技術の構築を行い、意思決定機能などの革新的なコンピューティング、コンピュテーショナルイメージングなどの新機能創造に向けた研究を行います。

[NEW!] 「本研究室が関わる研究領域及びその基礎に関する紹介シリーズ」のページを作成しました。

学生のみなさまへ:本研究室は2019年4月に生まれた新しい研究室ですが、CRESTプロジェクトをはじめとして、活発に研究を展開しています。大学院(修士課程・博士課程)に是非ふるってチャレンジいただければ幸いです。このWEBサイトに紹介のテーマに限らず、独自の発想に基づいた、特徴のある新たな研究の創造に強い関心を有しています。新たな研究領域を切り拓いていきましょう!

RESEARCH



1) 光を用いた意思決定

情報通信や知的機能の基礎のひとつである意思決定を、光の特長を生かし解決するメカニズムを研究しています。光カオスによる超高速意思決定やエンタングルメントによる協調的意思決定などの新原理とその応用システムを創出します。(本テーマはJST CRESTの支援を受けています。)

参考文献: 人工知能学会誌 (2018), Scientific Reports (2017), Scientific Reports (2018)

2) コンピュテーショナルイメージング

光学と情報科学を統合した新たなイメージング分野を開拓しています。レンズレスカメラ、一画素カメラ、散乱イメージングなど、光計測、光制御システムの新原理を創出し、医療、天文、セキュリティを含む多様な分野に貢献します。

3) 自然系を活用したシステムの新展開

自然系を生かすコンピューティングは、意思決定やコンピュテーショナルイメージングに留まらない様々な可能性があります。わたしたちは、高精度時刻同期技術とネットワーク技術を融合することで遅延保証を可能とする新たなシステムを提唱し、ポスト5Gを見据えた新原理を探求しています。(本テーマはNEDO「ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業(先導研究)」の支援を受けています。)

参考文献: NOLTA, IEICE (2021)

その他、圏論(構造を扱う数学)などの現代数学とデータに基づいたモデル理論構築を通して、自然系を用いたシステムの理論的基盤を探求しています。「物理世界と情報世界を繋ぐ」というシステム情報学のアプローチの新たな基礎づけを目指しています。

参考文献: Preprint, 人工知能学会誌 (2018), International Journal of Information Technology & Decision Making (2018) , Philosophies (2017), 光学 (2018), Complexity (2019), PLOS ONE (2018) 人工知能学会誌(堀)(2018), 人工知能学会誌(西郷)(2018)

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