Theory of performance enhancement of energy devices based on quantum effects

Planned Research

Project Area	Pioneering and realizing innovative methods to improve the efficiency of energy generation/utilization through quantum effects
Project/Area Number	24H00831
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (II)
Research Institution	Kyushu University (2025) The University of Electro-Communications (2024)
Principal Investigator	田島裕康九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (60757897)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	布能謙東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (60830156)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥24,960,000 (Direct Cost: ¥19,200,000、Indirect Cost: ¥5,760,000) Fiscal Year 2025: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000) Fiscal Year 2024: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Keywords	量子エンジン / 非平衡熱力学 / リソース理論 / コヒーレンス
Outline of Research at the Start	近年、量子力学の性質を用いて、計算やセンシングなどの様々な情報的タスクをオーダーレベルで性能向上させる「量子優位性」が確認されつつある。本計画班では、代表者・分担者が提案した量子効果による熱機関の性能の線形オーダーでの向上についての結果を発展させ、エネルギーデバイスに対する「量子優位性」の全貌を、より高次オーダーの性能向上の可能性を含めて明らかにする一般論を構築することを目的とする。合わせて、このような性能向上を活用し、理想的な熱・仕事変換効率と高出力を合わせ持つ熱機関を実験で実装するための理論提案を行う。