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原子・電子・光子が支配する世界では、日常の物理法則とはまったく異なる不思議な現象が起きます。本学科では、この「量子」の力を活かした研究が複数の研究室で進んでいます。量子技術は、次世代コンピュータ（量子コンピュータ）、超高精度なセンサー、革新的な新材料の開発など、近未来の社会インフラを根底から変える可能性を秘めた技術領域です。国内外で急速に研究開発が進む中、本学科はその最前線に立つ研究者を擁しています。
どんな研究をしているの？
量子もつれ・スピン・磁性——香取浩子教授の研究室では、磁石の中で起きる「相転移」（磁石が磁石でなくなる瞬間！）を量子力学の目線で研究しています。スピンや結晶構造の量子もつれを解明することは、量子コンピュータの記憶素子にもつながる基礎研究です。原口祐哉准教授（2026年3年に原口研究室が活動開始）は「キタエフ物質」と呼ばれる新しい量子物質を固体化学のアプローチで探索。強い電子間の絡み合いが生む新奇な量子相を追っています。
量子計測・原子物理——畠山温教授は、レーザーを使って原子一個一個のスピンを操る「量子計測」の研究を行っています。原子時計や超高感度センサーへの応用が期待される、精密科学の最前線です。
量子計測・電子顕微鏡イメージング——箕田弘喜教授は、「透過型電子顕微鏡（TEM）」の開発スペシャリストです。TEMは光ではなく電子ビームを使う装置で、電子が「波」としてふるまうという量子力学の根本原理（波と粒子の二重性）の上に成り立っています。量子ドットなど新しい量子材料の原子配列・欠陥・ナノ構造を原子レベルで「直接見る」ことができるTEMは、量子技術研究に欠かせない「目」です。電子エネルギー損失分光（EELS）など、観測そのものが深い量子現象に根ざした先端計測でもあります。
量子光学・レーザー工学——宮地悟代教授は、フェムト秒（1000兆分の1秒）という極めて短いパルスのレーザーを用いた研究を行っています。ダイヤモンドの中に「窒素空孔（NV）センター」と呼ばれる欠陥を人工的に形成する研究も行っています。NVセンターは量子センサーや量子コンピュータの量子ビット候補として世界中で研究されており、レーザーによるその精密な形成技術は量子デバイス製造の鍵となります。室尾和之准教授はレーザー分光を専門とし、光と物質の相互作用を極めて高い精度で計測します。量子センシングや原子・分子の量子状態制御に欠かせない手法です。
相対論的量子化学——2025年4月に着任した阿部穣里准教授は、重元素を含む分子の性質を相対性理論と量子力学の両方を使って理論・計算で解き明かします。素粒子物理や地球化学にまで広がる、スケールの大きな研究です。
量子ドット・スピントロニクス——サトリア ビスリ准教授は「コロイド量子ドット」と呼ばれるサイズが数nmの粒子の電荷輸送を研究し、次世代デバイスやエネルギー貯蔵への応用を目指しています。清水大雅教授はスピンを使った電子部品（スピントロニクス）の研究者で、光アイソレータや生体・ガスセンサーの高性能化・集積化に取り組んでいます。
💡 高校生へ：量子の世界は、物理や化学の「当たり前」が通じない不思議な場所です。でもその不思議さこそが、未来の技術を生む力になります。
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農工大ならではの量子技術の未来：農学部×工学部
東京農工大学の最大の強みは、「農学」と「工学」の2つの学部が密接に連携していることです。私たちの量子技術（Quantum-Tech）は、単に計算機やデバイスを作るだけにとどまりません。例えば、植物の光合成の仕組みを量子レベルで解明して農業に活かしたり、環境に優しいバイオ素材を量子センサーに応用したりと、「食」や「環境」といった地球規模の課題解決にも直結していく可能性を秘めています。工学の最先端技術で、地球の未来を救う。これが農工大ならではの強みです。
Quantum technology research at our department
Our department — Applied Physics and Chemical Engineering — is also a home to a growing cluster of researchers working on quantum science and technology. Their work spans quantum entanglement and magnetic phase transitions (Dr. Aruga-Katori), exotic Kitaev quantum materials (Dr. Haraguchi, started a Lab March 2026), precision quantum measurement with laser-cooled atoms (Dr. Hatakeyama), transmission electron microscopy development for atomic-resolution imaging of quantum materials — a technique fundamentally rooted in the quantum wave nature of electrons (Dr. Minoda), femtosecond laser fabrication of nitrogen-vacancy centers in diamond and nanopatterning (Dr. Miyaji), laser spectroscopy and light–matter interaction (Dr. Muroo), relativistic quantum chemistry for heavy-element systems (Dr. Abe, joined April 2025), colloidal quantum dot devices and energy storage (Dr. Bisri, joined Oct. 2022), and spintronics-based optical and biosensing systems (Dr. H. Shimizu). Together, these nine groups position our department as an active contributor to Japan’s national push in quantum science and technology — from fundamental physics to device applications.
The power of agriculture & engineering: TUAT’s unique quantum vision
One of the greatest strengths of the Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT) is the close synergy between our two core faculties: Agriculture and Engineering. Here, our quantum-tech research doesn’t stop at building faster computers. By collaborating across disciplines, we may apply quantum science to solve real-world global challenges — such as understanding photosynthesis at the quantum level to revolutionize agriculture, or developing eco-friendly quantum sensors using bio-based materials. At TUAT, your research in physics and chemistry directly contributes to a sustainable planet.
Our department is proud to introduce the “Quantum-Tech” tag, highlighting our lineup of researchers pushing the boundaries of what is scientifically possible. For high school students passionate about physics, chemistry, and creating the future, this is where the magic happens!
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Keywords at Our Department
エネルギー変換 Energy Conversion 低環境負荷型生産システム Eco-friendly Systems 新素材創製 Advanced Materials 環境技術 The Environment 計測デバイス Measurement Device 量子技術 Quantum Technology
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