量子効果に基づくエネルギーデバイスの性能向上理論の構築

• 研究領域: 量子効果によるエネルギー生成／利用の革新的効率向上法の開拓と実現
• 研究課題/領域番号: 24H00831
• 研究種目: 学術変革領域研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
• 研究機関: 九州大学 (2025); 電気通信大学 (2024)
• 研究代表者: 田島 裕康 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (60757897)
• 研究分担者: 布能 謙 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (60830156)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円); 2025年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円); 2024年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
• キーワード: 量子エンジン / 非平衡熱力学 / リソース理論 / コヒーレンス

研究開始時の研究の概要

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。