フォトクロミック結晶と近接場光学、そして数学に基づく順序構造認識

フォトクロミック結晶に近接場光を作用した際に現れるナノ光異性化経路と、シューベルトカリキュラスの方法を用いて、順序構造を認識したことを報告しました。内山、堀(山梨大学)、中島、鈴井、Chauvet、堀崎、成瀬(東京大学)、西郷(長浜バイオ大学)、内田(龍谷大学)による共同研究です(敬称略)。

フォトクロミック結晶におけるナノ光異性化経路を、独自の試料表裏ダブルプローブ近接場光学顕微鏡を用いて、形成・計測し、さらにその実験データをもとにシューベルト行列を生成する研究を、別の論文で報告していました。シューベルト行列は、順序を表す一般的な行列ですが、ナノ光異性化経路から量子的に計測される光子の情報で生成することで、高度な相関を有する行列の群となります。本論文では、この順序行列群と、解きたい順序問題を、シューベルトカリキュラスの方法で関係付け、順序問題の中の順序構造を認識することに成功したことを報告しました。

なぜ順序構造をうまく認識できるのかについては現在も研究を続けているところですが、ナノ光相関で生成した行列は、他の擬似的相関で生成した行列よりも高い性能を有することが分かっています。今後は、ナノ光相関をフォトクロミック結晶中に形成する際の履歴依存や、問題自体が量子相関を持った系での性能評価など、研究をさらに発展させていきます。

掲載論文:
Order recognition by Schubert polynomials generated by optical near-field statistics via nanometre-scale photochromism
Kazuharu Uchiyama, Sota Nakajima, Hirotsugu Suzui, Nicolas Chauvet, Hayato Saigo, Ryoichi Horisaki, Kingo Uchida, Makoto Naruse & Hirokazu Hori
Scientific Reports volume 12, Article number: 19008 (2022)
論文掲載ページ( https://www.nature.com/articles/s41598-022-21489-6 )

上記掲載論文から引用。Sci. Rep. 12, 19008 (2022)