課題解決型
テーマに対する解決手法を開発
貴社のテーマに対し、最新技術による検討・解決手法の開発を行います。
COLLABORATION
共同研究について
本研究室では、共同研究をご検討の企業様からのお問い合わせを随時受け付けております。
STRENGTH
大関研究室の強み
新しい検討を積み重ねていくスタイル
着手から1〜2ヶ月で最初の感触を得るアイデア創出及び検証可能な計算コードの開発を終え、次から次へと新しい検討を積み重ねていくスタイルで定評があります。
継続して複数テーマを走らせる企業様が多数
単年度契約でありながら、継続して複数テーマを進める企業様が多いのが特徴です。
研究開発実績を発表するチャンスをサポート
学会発表（国内・国外）や論文等で世界に向けて成果を発表するチャンスをサポートします。
APPROACH
課題を数式に、アイデアを検証へ
量子アニーリング・統計物理・機械学習の知見を、現場で確かめられる研究へつなぎます。
現場の制約と評価指標を整理する
搬送経路、材料の組成、通信の接続先など、選ぶべきものと守るべき条件を整理。解きたい課題を数理モデルに表し、何を改善するかを共有します。
問題に合わせて解き方をつくる
量子アニーリングに、問題の分割、古典的な最適化、データからの学習を組み合わせます。利用する装置やデータの性質を踏まえ、課題に合う計算方法を検討します。
比較と検証から次の課題へ進む
解の質、計算時間、実際の運用に関わる指標を評価。古典手法との比較も通じて、有効な条件と残る課題を明らかにし、次の検討や成果発表へつなげます。
STYLE
3つの共同研究スタイル
貴社の課題や状況に合わせて、最適なスタイルをご提案します。
開発伴走型
貴社の研究活動に技術を導入
貴社が進める研究・開発活動に対して、最新技術の導入やアドバイスを実施します。
人材育成型
研究担当者の成長をサポート
貴社の何人かの研究活動について、アドバイスや研究活動のサポートを提供します。
PROCESS
共同研究の進め方
お問い合わせから成果発表まで、5つのステップでご案内します。
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打ち合わせ・テーマ設定
打ち合わせ（大関同席）にて、研究テーマ・ソリューションの描像と研究方針を相談させていただきます。研究テーマは事前準備でも当日提示でも構いません。
3つの共同研究のスタイルから方針を決定します。
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研究実施
契約締結後、研究がスタートします。
- 月に一度のミーティングで進捗確認または指導実施（オンライン上では常時対応可能）します。
- 対面やオンラインmtgで柔軟に対応します。
- 論文執筆や学会発表等の原稿内容等のアドバイス、計算コードや技術選定など幅広い対応を実施します。
大関をはじめとするスタッフからの助言はもちろん、
学生さんの鋭いアイデアや活力ある研究推進によるサポートも受けられます。
大体1−2ヶ月で最初の感触を得るアイデア創出及び検証可能な計算コードの開発を終えて次から次へと新しい検討を積み重ねていくスタイルで定評があります。 -
成果発表
共同研究の種類や内容によっては、学会発表（国内・国外）や論文等で世界に向けて成果を発表するチャンスもあります。
- 貴社の研究人材の育成やステージアップのための研究開発実績とするサポートをいたします。
- 企業様自身の研究活動としてアピールする最大のチャンスです。
- 特許等の知財が発生した際には、出願についても積極的です。
多くの知財が企業様と東北大学とともに共同出願及び登録まで果たして参りました。
CONTRACT & COST
契約・費用について
契約について
契約の種類は以下の2種類となります。
共同研究契約
- 秘密保持契約含む
- 研究成果のレポート作成
- 新規技術の創出・実証研究に必要な計算コード等の記録
寄付金
成果物義務なし。長い期間で技術の創出を目指す場合に有効です。
- 別途秘密保持契約
- 成果物は義務とせず、信義に則り研究活動を実施。
費用について
共同研究経費は、東北大学の共同研究契約のガイドラインに沿って提案差し上げます。
＜費用の主な内容＞
- 研究で利用するコンピュータや量子アニーリング・ゲートマシンの利用代
- 研究担当者の人件費
- オフラインmtgの際の移動旅費
- 成果発表の際の出張旅費
- 論文出版費用
まずはお問い合わせください。
※特許出願費用等は別途となります。
ACHIEVEMENTS
実績
製造・物流、材料探索、通信、社会サービスなど、企業様とともに多様な課題に取り組んでいます。現場の条件を数理モデルに表し、手法の開発と評価を通じて、課題解決と論文・特許として残る成果につなげています。ここでは、その一部をご紹介します。
製造・設計の数理最適化
自動車・モビリティ東北大学 ＋ デンソー
無人搬送車の効率化
工場内の無人搬送車（AGV）が交差点で待つ状況を、経路の組合せで改善。実工場の配置を使ったシミュレーションで量子アニーラと古典手法を比較し、稼働率を評価しました。
公開論文（2019）
メディア掲載：DRIVEN BASE（デンソー、2024）
金属・素材東北大学 ＋ JX金属
金属加工の工程最適化
金属加工の工程最適化を対象に、量子技術の活用を検討。東北大学との取組は、内閣府の公開発表資料でも紹介されています。
発表資料（内閣府公開資料）
自動車・モビリティ東北大学 ＋ アイシン
カーナビ点検用テストコースの自動生成
地下駐車場やトンネルなどの点検地点を、所定の距離内で巡るテストコースを作成。地点のグループ分けと巡回経路を二段階の組合せ最適化として扱い、交換モンテカルロ法を用いて自動生成する方法を研究しました。
論文情報・要旨（2023）
自動車・モビリティ東北大学 ＋ BMW
車種間の部品共通化を考慮した設計探索
車種間でどの部品を共通化するかを組合せとして表現し、設計の自由度を示す指標をブラックボックス最適化で探索。BOCSとその派生手法を用い、ランダム探索との比較を行いました。
プレプリント（Koshikawaほか、2021）
鉄鋼・製造東北大学 ＋ JFEスチール
厚鋼板の素材設計・注文割当の最適化
厚鋼板の注文をスラブや大板に割り当てる素材設計について、東北大学とJFEスチールで共同特許を取得。候補となる組合せを列挙・評価し、制約を満たす製造パターンを選択する、量子コンピュータの利用にも適した求解手法です。
登録公報：特許第7526155号（2024）
鉄鋼・製造東北大学 ＋ 日本製鉄
加工スケジュール最適化
複数工程の生産計画をラグランジュ分解で小さな問題へ分け、量子アニーラが返す多様な解を組み合わせる方法を提案。簡略化した2工程の問題で、扱える製品数の拡大を検証しました。
公開論文（2022）
材料化学の量子DX
化学・材料東北大学 ＋ LG Japan
新規材料探索手法の開発
材料の組成と物性の関係をモデル化し、量子アニーラを使って次に評価する候補を探索。候補選択に適切な揺らぎを加えることで、目標物性を持つ多様な組成を見つける方法を検討しました。
公開論文（2023）
報道：マイナビ TECH+（2024）
通信の量子DX
通信・ネットワーク東北大学 ＋ KCCS
基地局の信号最適化
多数の基地局が干渉し合う環境での信号の割り当てを、組合せ最適化として検討。京セラ・KCCSと東北大学の共同研究は、2020年の量子コンピューティングEXPOでも紹介されています。
共同研究紹介動画（量子コンピューティングEXPO、2020）
金融市場の量子DX
金融・資産運用東北大学 ＋ 野村アセットマネジメント
金融時系列データの生成・予測
Shun Okumuraさん・大関真之・野村アセットマネジメントのMasaya Abeさんによる研究。量子生成モデルを金融時系列データに適用し、古典計算機上の量子回路シミュレーションで、データ生成・将来予測・欠損値補完を評価しました。
プレプリント（Okumuraほか、2024）
公開発表要旨（日本物理学会、2024）
物流の量子DX
航空・交通東北大学 ＋ 住友商事・OneSky
都市内航空交通の経路・運航時刻の最適化
複数機の安全間隔を守る経路と出発時刻の組合せを定式化。OneSkyの航空交通管理シミュレータで、量子アニーリング、貪欲法、数理最適化を比較し、運航可能な便数などを評価しました。
公開論文（Habaほか、2025）
報道：東日本放送「チャージ！」（2021）
番組のYouTube動画（現在再生不可）
くらしの量子DX
生活サービス・EC東北大学 ＋ リクルートライフスタイルズ
推薦アルゴリズムの精度向上
ECサイトで、人気だけでなく商品の多様性も考慮した掲載順を設計。組合せ最適化として定式化し、大きな問題を分割して解く方法を評価しました。
公開論文（2019）
安全の量子DX
防災・交通東北大学
津波避難を見据えた交通流最適化（大関法）
制約条件による密な結合を補助変数で扱い、量子アニーラの接続制限を緩和する方法（大関法）を提案。仙台・京都の道路網で車両の経路選択を計算し、混雑を抑える経路の組合せを検証しました。
公開論文（Ohzeki、2020）
通信の量子DX
通信・ネットワーク東北大学 ＋ ソフトバンク
端末と基地局の接続先を最適化
接続先の選択を、少ない変数で扱えるQUBOとして定式化。必要な量子ビット数と得られる解の質を、従来の定式化や古典手法で比較しました。
公開論文（2025）
材料化学の量子DX
化学・材料計算東北大学 ＋ 京セラ・KCCS
分子計算のためのグラフ分割
分子間の相互作用を使い、分子集団を小さな計算単位へ分ける問題をグラフ分割として表現。31個の水分子からなるクラスタで、量子アニーラを用いた分割方法を評価しました。
公開論文（2026）
くらしの量子DX
子育て・支援サービス東北大学・東京科学大学 ＋ MUSASI D&T
子育て支援の相性と日程を組み合わせる
保護者と支援者の相性、担当の偏り、日程の条件をQUBOに表現。複数のマッチング候補を生成する方法を比較し、仙台市での実証を論文で報告しました。
大学プレスリリース（2026）
企業の研究紹介（MUSASI D&T）
実践的量子ソリューション創出論から発展
講義から研究への経緯
公開論文（2026）
物流の量子DX
物流・ロボティクス東北大学 ＋ シャープ
商用AGVシステムの経路最適化
Thinh Nguyen Quangさんらと、商用の無人搬送車（AGV）システムの経路を最適化。経路候補の生成や問題の分割を研究し、量子アニーラと古典手法を比較しました。さらに、量子アニーリングを模した古典計算（SQA）を複数のFPGAで高速化し、商用システムへの組込み、小規模実機実験と最大1000台のシミュレーションを報告しました。さらに、AIを組み合わせた入出庫の経路最適化アプリケーションの研究開発が、2024年度のNEDO「量子・古典ハイブリッド技術のサイバー・フィジカル開発事業」に採択されました。
国際会議論文（ASP-DAC、2025）
公開論文（IEEE Access、2026）
企業発表：制御エンジン開発・NEDO採択（2024）
NEDO採択テーマ・実施体制（2024）
報道：マイナビ TECH+（2024）
公開論文（2025）
イベントの案内支援
サイン・イベント東北大学 ＋ 美装社
人流予測に基づく案内板の配置
30分ごとの人数観測から人流を予測し、混雑しやすい通路に合わせて案内板配置を支援。量子アニーリングを模した計算を用い、東北大学オープンキャンパスで案内板を置き直す実証を行いました。
大学プレスリリース（2026）
メディア掲載：テック・アイ（2026）
実践的量子ソリューション創出論から発展
講義から研究への経緯
公開論文（2026）
人材・組織の最適化
人材・組織東北大学 ＋ キューアンドエー
組織の不足を補う採用候補者の組合せ
既存組織に不足する特性を補う採用候補者の組合せを、量子アニーリングと古典手法で比較。学生の発案から企業との共同研究へ発展し、AQC2026で成果を発表しました。
企業プレスリリース（2026）
メディア掲載：レスポンス（PR転載、2026）
実践的量子ソリューション創出論から発展
講義から研究への経緯
公開発表（AQC2026）
分光分析の最適化
化学・計測東北大学 ＋ DIC
糖度推定に使う波長の組合せ最適化
近赤外スペクトルから糖度を推定する際に、どの波長帯を使うかを組合せベイズ最適化で探索。スモモの測定データを用い、予測誤差、繰り返し探索した際の波長選択の一貫性、選んだ波長を少し変えた場合の予測の安定性を比較しました。次に評価する波長候補の選択には、焼きなまし法や量子アニーリングを用いています。
プレプリント（Kanebakoほか、2026）
非破壊検査の画像処理
電力・インフラ東北大学 ＋ 東北電力
超音波画像に圧縮センシングを活用
超音波フェーズドアレイ画像に圧縮センシングを適用する方法を研究。非破壊検査の画像処理を題材とした成果をIEEE Accessで公表しました。
公開論文（2026）
「実践的量子ソリューション創出論」の講義で、過去の共同研究について詳しく解説しております。
是非YouTube動画でもご覧ください。
PATENTS
研究のアイデアを知的財産へ
共同研究から生まれたアイデアは、論文だけでなく、企業様と大学による共同出願・登録にもつながっています。公開された登録公報から、その一例をご紹介します。
電力・インフラ東北大学 ＋ 東北電力
画像処理装置、画像処理方法及びプログラム
観測画像と、より鮮明な画像が持つ特性を利用して画像を生成する技術。登録公報：特許第7466862号（2024年）。
登録公報を見る
LECTURE
産官学連携・問題解決型講義
「実践的量子ソリューション創出論」
課題提供企業様と受講生がそれぞれの課題・知見を持ち寄り、実社会の課題を数式に翻訳。量子コンピュータを解決手段として実際に用いる、東北大学・熊本大学連携の実践型講義です。企業参加・人材育成の両面で活用いただけます。
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