研究室での区分 · 修了生
荒井 俊太 Shunta Arai
情報統計力学・量子計算を研究し、量子アニーリングと機械学習による最適化に取り組んでいます。
所属
- 東京科学大学 情報理工学院 数理・計算科学系 助教
研究・活動の広がり
掲載した成果には、統計物理・確率過程、量子アニーリング、機械学習・データ解析、最適化に関する研究が含まれます。
研究成果とあわせて、講演・発表の記録も紹介しています。
論文
大関研究室での活動による業績
| No. | Title | Author | Bibliography | DOI |
|---|---|---|---|---|
| 81 | Mean field analysis of reverse annealing for code-division multiple-access multiuser detection | Shunta Arai, , | Physical Review Research 3 (3) 033006 (2021) | 10.1103/PhysRevResearch.3.033006 |
| 80 | Teacher-Student Learning for a Binary Perceptron with Quantum Fluctuations | Shunta Arai, , | Journal of the Physical Society of Japan 90 (7) 074002 (2021) | 10.7566/JPSJ.90.074002 |
講演・発表
| Title | Conference / Event | 区分 | Date |
|---|---|---|---|
| D-Waveマシンにおける量子相転移の解析 | 日本物理学会2018年秋季大会 | 国内 | 2018年9月10日 口頭講演 |
| Deep Neural Network detects quantum phase transition in D-Wave 2000Q | Adiabatic Quantum Computing Conference2018 (AQC18) | 国外 | 2018年6月28日 口頭講演 |
| Acceleration of adaptive quantum Monte Carlo Sampling for a class of non-stoquastic Hamiltonian by using D-Wave 2000Q | Adiabatic Quantum Computing Conference2018 (AQC18) | 国外 | 2018年6月25日 口頭講演 |
| Detection of quantum phase transition in D-Wave 2000Q by deep neural network | Quantum Machine Learning & Biomimetic Quantum Technologies | 国外 | 2018年3月19日 口頭講演 |
| ニューラルネットワークによる様々な相転移の検出 | 日本物理学会2017年秋季大会 | 国内 | 2017年9月22日 口頭講演 |
主な研究成果
書籍章・論文から主な成果を紹介します。掲載年：2021〜2025年。
研究室での活動に限定せず、これまでの主な成果を紹介します。
- 書籍章
Dynamical Analysis of Quantum Annealing
Anthony C. C. Coolen, Theodore Nikoletopoulos, Shunta Arai, Kazuyuki Tanaka
Sublinear Computation Paradigm 295-317 2021-10-20
- 書籍章
Mean-Field Analysis of Sourlas Codes with Adiabatic Reverse Annealing
Shunta Arai
Sublinear Computation Paradigm 319-334 2021-10-20
- 雑誌論文
Quantum annealing enhanced Markov-Chain Monte Carlo
Shunta Arai, Tadashi Kadowaki
Scientific Reports 15 (1) 21427 2025-07-01
- 雑誌論文
Transfer learning for a deep-unfolded combinatorial optimization solver with quantum annealer
Ryo Hagiwara, Shunta Arai, Satoshi Takabe
Physical Review A 112 (1) 012431 2025-07-30
- 雑誌論文
Effectiveness of quantum annealing for continuous-variable optimization
Shunta Arai, Hiroki Oshiyama, Hidetoshi Nishimori
Physical Review A 108 (4) 042403 2023-10-02
- 雑誌論文
Deep unfolded local quantum annealing
Shunta Arai, Satoshi Takabe
Physical Review Research 6 (4) 043325 2024-12-27
発表記録
Wang-Landau法を用いたグローバー適応探索の効率化
土橋 慶太, 荒井 俊太, 高邉 賢史
日本物理学会 2025年9月
発表資料・プログラム ↗サンプリング過程の微分情報に基づくレプリカ交換法の温度セット最適化日本物理学会
宮田 竜弥, 荒井 俊太, 高邉 賢史
日本物理学会 2025年9月
発表資料・プログラム ↗深層展開型組合せ最適化ソルバーの不等式制約への応用
萩原 涼, 荒井 俊太, 高邉 賢史
日本物理学会 2025年9月
発表資料・プログラム ↗粒子型変分推論を用いたWang-Landau法による周辺尤度比の推定
依田 和城, 西川 宜彦, 荒井 俊太, 高邉 賢史
信号処理研究会 2025年6月
発表資料・プログラム ↗Learning-based quantum optimization algorithms for quadratic unconstrained binary optimization problems, 国際会議
Shunta Arai, Ryo Hagiwara, Satoshi Takabe
INQA 2024 - International Network on Quantum Annealing Conference 2024年10月
発表資料・プログラム ↗量子アニーラーを用いた深層展開型組合せ最適化ソルバーのための転移学習
萩原 涼, 荒井 俊太, 高邉 賢史
日本物理学会 2024年9月
発表資料・プログラム ↗深層展開を用いた半古典化量子アニーリングの加速
荒井 俊太, 高邉 賢史
日本物理学会 2024年9月
発表資料・プログラム ↗深層展開の新展開：量子/量子模擬アルゴリズムへの適用
高邉 賢史, 荒井 俊太, 萩原 涼
深層展開に基づく信号処理アルゴリズム構築論の深化と展開 2024年9月
発表資料・プログラム ↗転移学習に基づく量子アニーラーを利用した深層展開型最適化ソルバーの提案
萩原 涼, 荒井 俊太, 高邉 賢史
電子情報通信学会 信号処理研究会 2024年8月
発表資料・プログラム ↗量子アニーリングを用いたマルコフ連鎖モンテカルロ法の加速
荒井 俊太, 門脇 正史, 西森 秀稔
量子アニーリング及び関連技術の基礎から社会実装まで 2024年2月
発表資料・プログラム ↗Deep Unfolded Quantum-Inspired Annealing 国際会議
Shunta Arai
INQA 2023 - International Network on Quantum Annealing Conference 2023年11月
発表資料・プログラム ↗Continuous-variable Optimization by Quantum Annealing, 招待 国際会議
Shunta Arai, Hiroki Oshiyama, Hidetoshi Nishimori
East Asia Joint Seminars On Statistical Physics 2023 2023年10月
発表資料・プログラム ↗連続変数最適化問題に対する量子・古典最適化アルゴリズムの比較
荒井 俊太, 押山 広樹, 西森 秀稔
日本物理学会 2023年9月
発表資料・プログラム ↗Benchmark study of continuous function optimization by a quantum annealer, 国際会議
Shunta Arai, Hiroki Oshiyama, Hidetoshi Nishimori
28th International Conference on Statistical Physics, Statphys28 2023年8月
発表資料・プログラム ↗Quantum annealing for continuous function optimization 国際会議
Shunta Arai, Hiroki Oshiyama, Hidetoshi Nishimori
Adiabatic Quantum Computing Conference 2023 2023年6月
発表資料・プログラム ↗D-Waveマシンによる連続最適化
荒井俊太
量子アニーリング及び関連技術の基礎から社会実装まで 2023年2月
発表資料・プログラム ↗量子揺らぎを用いたイジングパーセプトロンの教師-生徒学習 招待
荒井俊太
量子コンピューティング研究拠点 発足記念講演会 2022年6月
発表資料・プログラム ↗量子アニーリングの進展と典型性能解析 招待
荒井 俊太
第66回システム制御学会 研究発表講演会 2022年5月
発表資料・プログラム ↗Adiabatic reverse annealing does not overcome the hard phase in CDMA multiuser detection
Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kayuki Tanaka
Adiabatic Quantum Computing Conference 2021 2021年6月
発表資料・プログラム ↗量子揺らぎによるイジングパーセプトロンの学習
荒井 俊太, 大関 真之, 田中 和之
日本物理学会 2020年9月
発表資料・プログラム ↗量子揺らぎによる確率的情報処理 招待
荒井 俊太, 大関 真之, 田中 和之
電子情報通信学会総合大会 2020年3月
発表資料・プログラム ↗リバースアニーリングによるCDMAマルチユーザ検出の統計力学的解析
荒井 俊太, 大関 真之, 田中 和之
日本物理学会 2020年3月
発表資料・プログラム ↗Statistical mechanical analysis of reverse annealing for code-division multiple-access multiuser demodulator 招待
Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kayuki Tanaka
Statistical Physics of Disordered Systems and Its Applications (SPDSA2019) --- Statistical-Mechanical Informatics and Statistical Machine Learning Theory in Big Data Sciences 2019年10月
発表資料・プログラム ↗Mean-field analysis of quantum error-correcting codes with non-stoquastic Hamiltonian
Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka
Adiabatic Quantum Computing Conference (2019) 2019年6月
発表資料・プログラム ↗マスター方程式を用いた非擬似古典確率的なハミルトニアンの秩序変数のダイナミクス
荒井 俊太, 大関 真之, 田中 和之
日本物理学会 2019年3月
発表資料・プログラム ↗Dynamics of order parameters of non-stoquastic Hamiltonian in adaptive quantum Monte Carlo method 招待
Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kayuki Tanaka
Statistical Physics of Disordered Systems and Its Applications (SPDSA2018) --- Statistical-Mechanical Informatics and Statistical Machine Learning Theory in Big Data Sciences 2018年11月
発表資料・プログラム ↗D-Waveマシンにおける量子相転移の解析
荒井 俊太, 大関 真之, 田中 和之
日本物理学会 2018年9月
発表資料・プログラム ↗Adaptive quantum Monte Carlo method for a class of non-stoquastic Hamiltonian by using D-Wave machine
Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka
Qubits 2018 2018年9月
発表資料・プログラム ↗Deep Neural Network detects quantum phase transition in D-Wave 2000Q
Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka
Adiabatic Quantum Computing Conference (2018) 2018年6月
発表資料・プログラム ↗Acceleration of adaptive quantum Monte Carlo Sampling for a class of non-stoquastic Hamiltonian by using D-Wave 2000Q
Shunta Arai, Shuntaro Okada, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka
Adiabatic Quantum Computing Conference (2018) 2018年6月
発表資料・プログラム ↗ニューラルネットワークによる量子相転移の検出
荒井俊太, 大関 真之, 田中 和之
CREST研究集会 2018年3月
発表資料・プログラム ↗Detection of quantum phase transition in D-Wave 2000Q by deep neural network
Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka
Quantum Machine Learning & Biomimetic Quantum Technologies 2018年3月
発表資料・プログラム ↗ニューラルネットワークによる様々な相転移の検出
荒井 俊太, 大関 真之, 片岡 駿, 田中 和之
情報系 Winter Festa Episode 3 2017年12月
発表資料・プログラム ↗ニューラルネットワークによる様々な相転移の検出
荒井 俊太, 大関 真之, 片岡 駿, 田中 和之
第20回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2017) 2017年11月
発表資料・プログラム ↗ニューラルネットワークによる様々な相転移の検出
荒井 俊太, 大関 真之, 片岡 駿, 田中 和之
日本物理学会秋季大会 2017年9月
発表資料・プログラム ↗Detection of phase transition in transverse-field Ising model by neural network,
Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Shun Kataoka, Kazuyuki Tanaka
Adiabatic Quantum Computing Conference (2017) 2017年6月
発表資料・プログラム ↗