理化学研究所数理創造研究センター (iTHEMS) | iTHEMS

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ブラックホールの響きを数学的な技法を取り入れ精密に捉えることが可能に

大阪公立大学数学研究所の宮地大河特別研究員、理化学研究所数理創造研究センターの難波亮上級研究員、京都大学大学院理学研究科の大宮英俊特定助教、京都大学白眉センターおよび基礎物理学研究所の大下翔誉特定助教らの研究グループは、数学的な技法である「完全WKB解析」を取り入れることで、急速に減衰するブラックホールの準固有振動の周波数構造を、体系的かつ精密に捉えることができる手法を示すことに成功しました。本研究結果により、さまざまな理論モデルにおけるブラックホールの重力波信号を、より厳密に解析できるようになり、今後の重力波観測の精度向上や、ブラックホールの正確な性質検証に結びつくことが期待されます。詳細は関連リンクをご覧下さい。

2025-07-10
RIKEN NEWS: 若手研究者を育むECL制度の魅力

数理遺伝学理研ECL研究ユニットのシュパイデル玲雄理研ECL研究ユニットリーダーのインタビュー記事が、理研の研究紹介ページ「クローズアップRIKEN 2025」のトピックスに掲載されました。あわせて、同インタビューの動画も公開されています。若手研究者に対してより手厚い支援を行うため2023年に創設された理研ECL制度（RIKEN Early Career Leaders Program）。身軽で機動性の高い研究に挑戦できるよう、これまでの理研白眉制度を拡充し、チームリーダー（部長級。大学の若手教授相当）に加え、特に経験年数が少ない気鋭の若手研究者にホスト研究センターにおいて身軽な機動性の高い研究環境を提供するユニットリーダー（課長級。大学の准教授／講師相当）を設置しました。その第1期生である数理創造研究センター（iTHEMS）数理基礎部門数理遺伝学理研ECL研究ユニットで、DNAの変異からヒトの進化や歴史を解明する研究に取り組むシュパイデル玲雄理研ECL研究ユニットリーダーにこの制度の魅力を聞きました。続きは関連リンクをご覧下さい。

2025-07-08
エムポックス感染の拡大防止へ新たな指標－血中ウイルス量で皮膚病変を予測、治療戦略に貢献－

名古屋大学大学院理学研究科の岩見真吾教授（理化学研究所数理創造研究センター客員研究員）の研究グループは、オランダ国立公衆衛生環境研究所(RIVM)/愛媛大学の三浦郁修博士および米国陸軍感染症研究所（USAMRIID）のPhillip R. Pittman 博士らとの国際共同研究により、エムポックス（クレードIa）感染者における皮膚病変の症状進行に顕著な個人差があることを明らかにしました。また、発症時の血中ウイルス量がこれらの症状進行を予測する指標として有用である可能性を示しました。詳細は関連リンクをご覧下さい。

2025-07-03
宇宙を読み解く新たな知性:量子×AIで異常なエネルギー放射現象を発見－X線宇宙観測データと量子機械学習の融合による世界初の成果－

大阪大学大学院理学研究科の川室太希助教、立教大学の山田真也准教授、酒井優輔さん（博士後期課程）、理化学研究所の長瀧重博主任研究員、松浦俊司上級研究員、東北大学の山田智史助教らによる研究グループは、欧州宇宙機関（ESA）が運用するX線天文衛星XMM-Newtonがこれまで約24年間にもわたり取得してきた大規模な宇宙のX線変動データから、量子コンピュータと機械学習を組み合わせた量子機械学習モデルを構築し適応することで、113件の異常なエネルギー（X線）放射現象を捉えることに成功しました。詳細は関連リンクをご覧下さい。

2025-07-03
磁気渦物質における角運動量反転現象の理論的発見－ゲージ不変な熱力学が導く量子物質の新たな普遍性－

東京理科大学理学部第一部物理学科の豆田和也助教（兼理化学研究所数理創造研究センター客員研究員）、東京大学大学院理学系研究科の福嶋健二教授、浙江大学物理学院浙江近代物理中心の服部恒一研究員らの共同研究グループは、強磁場と回転が共存する量子系の角運動量偏極では、スピンよりも粒子の軌道運動に由来する軌道角運動量が優勢となり、従来とは逆向きの偏極が実現することを理論的に発見しました。詳細は、関連リンクをご覧下さい。

2025-07-03
AIで実現する高解像度銀河シミュレーション－銀河進化の計算を6カ月短縮し約2カ月で完了－

理化学研究所（理研）数理創造研究センター数理基礎部門の平島敬也基礎科学特別研究員、東京大学大学院理学系研究科の藤井通子准教授、森脇可奈助教、東北公益文科大学公益学部公益学科の平居悠講師、神戸大学大学院理学研究科の斎藤貴之准教授、牧野淳一郎特命教授、マックス・プランク天体物理学研究所のウーリッヒ・フィリップ・ステインワンデル博士研究員、フラットアイアン研究所計算天体物理学センターのシャーリー・ホーグループリーダーの国際共同研究グループは、人工知能（AI）の深層学習を用いて超新星爆発の複雑な物理過程を予測するサロゲート・モデルを開発し、これを銀河形成シミュレーションコードに初めて統合しました。本研究成果は、シミュレーション中にリアルタイムで深層学習の推論を行い、従来実現が難しかった一つ一つの星を直接扱う「星ごと（star-by-star）」の高分解能銀河シミュレーションを加速した最初の例です。今回開発された手法は、われわれの住む天の川銀河の形成と進化における超新星フィードバックの詳細な解析に貢献すると期待されます。詳細は、関連リンクをご覧下さい。

2025-07-03
量子測定が誘起するトポロジカル相のバルクエッジ対応

濱崎立資上級研究員を含む研究グループは、測定下の量子系の有効エネルギーの準位構造とバルクのトポロジカル不変量を調べる方法を提案し、その方法を実際に用いて量子測定によって誘起されるトポロジカル相転移の理論的解析を行いました。その結果、幻の粒子とも呼ばれる「マヨラナ粒子」に由来するゼロエネルギーエッジ状態が、測定下のトポロジカル相で出現することを発見しました。また本研究では、孤立量子系で普遍的に成立するトポロジカル相のバルクエッジ対応が測定下の量子系においても発現することを実証し、測定によって誘起されるトポロジカル相転移の強固な理論的基盤を与えました。本研究で用いた手法は広いクラスのトポロジカル相に対して用いることができる汎用性があり、測定によって誘起される量子相の体系的・統一的な理解につながると期待されます。詳細は関連リンクをご覧下さい。

2025-06-23
量子-スパコン連携による量子化学計算に成功

理化学研究所（理研）計算科学研究センター量子系物質科学研究チームの白川知功上級研究員（量子計算シミュレーション技術開発ユニット上級研究員、開拓研究所柚木計算物性物理研究室上級研究員、数理創造研究センター量子数理科学チーム上級研究員、量子コンピュータ研究センター量子計算科学研究チーム上級研究員）、柚木清司チームプリンシパル（開拓研究所柚木計算物性物理研究室主任研究員、創発物性科学研究センター計算量子物性研究チームチームディレクター、量子コンピュータ研究センター量子計算科学研究チームチームディレクター、最先端研究プラットフォーム連携（TRIP）事業本部統合データ・計算科学プログラムプロジェクトディレクター）らの国際共同研究グループは、IBMの量子コンピュータと理研のスーパーコンピュータ「富岳」を組み合わせた計算を通じて、従来の古典計算機では解析が困難だった量子化学の問題に対し、量子計算の実用化に向けた有効性を実証しました。本研究では、量子コンピュータの実機から得られた出力をスーパーコンピュータで処理することで、50量子ビットを超える大規模な量子化学系において、初めて科学的に意味のある結果を得ることに成功しました。これにより、量子化学分野においても、古典計算の限界を超える規模の問題に対して量子計算が有効であることが示され、量子コンピューティングの実用化に向けた大きな前進となりました。詳細は関連リンクをご覧下さい。

2025-06-23
RIKEN NEWS: 「データオタク」が開く新たな世界

カトゥリン・ボシゥメン副センター長のインタビュー記事が、理研の研究紹介ページ「クローズアップRIKEN 2025」のRIKEN Peopleに掲載されました。ウイットに富んだ超高速の語り。そして笑顔。人間の魅力と可能性を感じさせる研究者である。数理創造研究センターのカトゥリン・ボシゥメン副センター長。「ウイルス物理学」という新たな研究分野を開拓し、物理学の手法を用いて、目に見えない脅威になり得るウイルスを探究している。続きは、関連リンクをご覧ください。

2025-06-23
空間的な生物多様性を推論するための理論を構築－生物多様性の地域間の違いや増減を定量評価－

理化学研究所（理研）数理創造研究センター数理基礎部門の入谷亮介上級研究員、京都大学大学院農学研究科の辰巳晋一准教授らの国際共同研究グループは、空間的な生物多様性の確率分布を推定するための理論を構築しました。本理論は、生物種の在・不在をファジー集合理論の枠組みを用いて表現し、理論物理学で用いられる手法や数学的概念を駆使して解析を行った学際的研究成果です。本成果は、生息する生物種数の地域間の違いやその増減を定量評価し、生物圏における環境変動が生物多様性に及ぼす影響を予測することに貢献すると期待されます。詳細は関連リンクをご覧下さい。

2025-06-12

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数理創造研究センター（RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences, 略称 iTHEMS アイテムズ）は、理論科学・数学・計算科学の研究者が分野の枠を越えて基礎研究を推進する、国際研究拠点です。2025年4月1日にプログラムからセンターへと組織改編されました。iTHEMSでは、「数理」を軸とする分野横断的手法により、宇宙・物質・生命の解明や、社会における基本問題の解決を目指しています。

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センター長: 磯暁

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来訪中

Chang Po-Yao

Assistant Professor, Department of Physics, National Tsing Hua University, Taiwan

期間: 2025年6月30日(月) - 8月24日(日)

来訪場所: 研究本館
Nancy Bird

Research Fellow, University College London, UK

期間: 2025年7月27日(日) - 8月1日(金)

来訪場所: 研究本館
Alba Nieto Heredia

Ph.D. Student, L'Institut de Systématique, Évolution, Biodiversité, France

期間: 2025年7月28日(月) - 8月9日(土)

来訪場所: 理化学研究所和光キャンパス

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