hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クリティカルシンキング育成のための学習ツール開発：認知心理学からのアプローチ

本研究の目的は児童・生徒を対象としたクリティカルシンキング育成のための教授法と学習ツールを開発することであった。開発に向け、中学生に授業を実践すると同時に縦断調査を実施し、中学生のクリティカルシンキング態度の獲得プロセスに関する因果分析を行った。分析の結果、クリティカルシンキング態度を獲得する前段階として「情報活用の実践力」を高める必要があることなどが見出された。分析と授業実践の結果を踏まえ、学習教材と教授法を考案し、演習形式による生徒用のワークブックを作成した。また現場教員が自ら指導できるよう解説マニュアルを付した。さらに本研究ではICTを活用した手法についても一定の効果を確認するに至った。本研究の目的は、児童・生徒の「クリティカルシンキング」育成のための認知体験型学習ツールの開発とその教育プログラムの有用化にある。近年、「生きる力」の核として、早期からのクリティカルシンキング教育が重視されているが、教育現場では具体的な教授法や教材はまだまだ不足している状況である。そこで本研究では、認知心理学の知見に基づいて、児童・生徒の思考を効果的に導く学習ツールを考案、開発する。学習ツールの開発では、児童・生徒のクリティカルシンキング態度や習得状況などを調査研究によって把握し、その分析に基づいて、学年や習得レベルに応じた学習コンテンツおよび教授法を検討する必要がある。また、学習ツールが教育現場において有効活用されるためには、現場教師と連携し、授業実践のなかで学習ツールを改善していくことが重要である。本研究ではこれまで、中学生を対象としたクリティカルシンキング授業を実践すると同時に、中学生向けのクリティカルシンキング尺度を開発し、縦断的に中学生のクリティカルシンキング態度に関する調査を実施してきた。今年度は主に、これまでの調査および授業実践の分析結果を踏まえ、より汎用的な学習ツールのコンテンツおよび教授法を検討することが課題であった。将来的にはICTを活用した学習ツールを開発することを視野に入れ、今年度はまず、大学生を対象に、大学の関連授業のなかで本研究とのリンクを図り、既成のアプリケーションやクラウドサービスなどを用いて、通信デバイス(スマートフォン、携帯電話など)を介した思考のアウトプットやフィードバックなど、「思考のやりとり」を中心としたクリティカルシンキング教育を実施し、その特徴や効果を分析した。デバイスの使用によるメリットとデメリットなどを確認することにより、学習ツールのコンテンツを具体的に検討するに至った。本研究の主な目的は、中学生を対象とした「クリティカルシンキング」育成のための学習ツールと教授法を開発することであった。開発に向け、これまで3年にわたり現場教員の協力を得て、定期的に中学校で「クリティカルシンキング育成のための授業」を行ってきた。また授業と同時に、本研究で開発した「中学生版クリティカルシンキング態度尺度」を用いた縦断調査を実施してきた。パネルデータを分析した結果、中学生がクリティカルシンキング態度を獲得するためには、そのプロセスにおいて、まず「情報活用の実践力」を高めること、またクリティカルシンキング態度のひとつである「探究心」を高める必要があることなどが確認された。最終年度は、これらの調査結果および授業実践の分析に基づいて、認知体験型の学習教材と教授法を完成させた。教材の特徴は主に4点あり、1生徒の「学習意欲」や「探究心」を刺激すべく、生徒たちに馴染みのある日常的な心理的事象(たとえば、錯視、注意、記憶、推論など)を題材とした演習形式になっていること、2「情報活用の実践力」を強化すべく思考課題を設定していること、3課題はクリティカルシンキングの2つの側面である「ノンソーシャル」と「ソーシャル」に対応させ、6つの力(読解、発想、思考、自己理解、文章表現、合意形成)について順を追ってトレーニングできるよう、システマティックな構成になっていること、4生徒用ワークブックだけでなく、現場の教員が自ら、担当教科に関わらず活用・指導できるよう、解説マニュアルを付していること、などがあげられる。また、本教材や教授法に関して、ICTを活用した手法も一定の成果を得ており、今後さらに、小・中学生から大学生、社会人に至るまで、系統立ったクリティカルシンキングの育成に向け教材や教授法を検討していくことが重要だと考えている。本研究では、小学校高学年から中学生を対象とした「クリティカルシンキング」育成のための認知体験型学習ツールを開発することが目的である。児童・生徒のクリティカルシンキングを発動させるには、日常に密着した認知的事象(例えば、錯視、記憶、推論、問題解決など)を通して、体験的に思考を導くことが重要である。そこで、本研究では、学習ツールに認知的事象を素材とした実験コンテンツを組み込み、その学習ツールを用いたクリティカルシンキングの授業を考案し、現場教師と連携して、授業実践と効果測定を行う。研究初年度である今年は、(1)認知的事象を効果的に視覚提示・体験するための授業用プレゼンテーションの作成および学習ツールのコンテンツ案の検討(携帯通信デバイス等開発の準備)、(2)上記(1)を組み込んだ学習ツール(試作版)を用いた模擬授業の実施、

(3)クリティカルシンキング尺度(小学生版及び中学生版)の開発、(4)上記(2)および(3)の分析に基づく次年度以降の授業実施プログラムの検討、の4点について重点的に取り組んだ。研究成果の一例として、中学生のクリティカルシンキング尺度の開発およびその尺度を使用したパネル調査では、「クリティカルシンキング態度」を獲得する一連のプロセスが確認された。中学生の「クリティカルシンキング態度」を育成するためには、その前段階として、情報をうまく活用できる「情報リテラシー」の育成を優先する必要があること、また勉強に対する興味・関心を刺激し、内発的で内生的な「学習意欲」を高めること、さらに物事の真理を追い求める「探究心」を他のクリティカル態度に先だって高める必要があること、などが確認された。以上の調査結果を踏まえ、引き続き、効果的な授業プログラム及び学習ツールの開発に取り組む。今年度の主な課題は、ICTを活用した学習ツール開発を視野に入れ、そのコンテンツを具体的に検討することであった。研究協力者に依頼し、複数の大学において、関連授業のなかで通信デバイス(スマートフォン、携帯電話など)を介した「思考のやりとり」について効果を検証し、具体的に学習コンテンツを検討、考案した。次年度以降は、このコンテンツを現場の授業実践に組み込んでいく。当初の計画以上に進展している点として、本研究ではこれまで、小学校高学年から中学生を対象に研究を進めてきたが、「高校生のためのクリティカルシンキング講座」を実施する機会(25年7月に実施予定)を得るなど、研究対象の範囲が拡張しつつある。これを機に、次年度以降、高校生についてもパネル調査を実施し、中学生と高校生のクリティカルシンキング態度の獲得プロセスについても比較・検討を行い、より汎用的な学習ツールの開発を目指す。今年度達成すべき主な課題は、(1)授業プレゼンテーションの作成および学習ツールのコンテンツの検討と試作、(2)模擬授業の実施、(3)尺度開発および調査・分析、(4)次年度以降の授業プログラムの検討の4点であったが、現在約7割以上達成している。特に(3)と(4)に関しては、成果を学会発表や論文にまとめるに至った。(2)の授業実践も順調に進んでいるが、(1)のなかでも特に学習ツールにおけるコンテンツの検討と試作については、タブレットなどで使用可能なプログラム開発(携帯通信デバイス等における開発)を検討していることもあり、プログラム・デザインなどツールを試作する段階でかなりの時間を要するため、この点についてのみ当初の計画よりも若干遅れている状況である。最終年度にあたり、これまでの研究成果を整理すると同時に、研究目的を確実に達成し、展開していくため、研究体制を見直し、効率的かつ的確に研究の遂行を図る。具体的には、本研究のサブリーダとして、研究分担者を配置し、それぞれに各専門分野における研究の取り纏めを依頼する。
Ti-Al系合金のマルテンサイト変態

研究にはTi-35at%Al-15at%Vを用いた.鋳造後,HIP処理を施したインゴットから,板状の試料を放電加工にて切り出し,1300°C,900sの溶体化処理後,室温水中に焼き入れ,β単相とした.昨年度に引き続き恒温時効と同時の電気抵抗測定による相変態挙動の追跡,今年度新たに透過電子顕微鏡による組織観察を行った.昨年度より恒温時効の温度域を広げ,260350°Cで10°Cおきの時効とともに電気抵抗測定を行った.その結果,潜伏期間,成長,飽和を示す典型的な拡散型相変態ものとよく似た変化曲線が得られた.この変化曲線は,昨年度と同様に変化速度の著しい温度依存性が見られた他,焼き入れ速度による違いが見られた.後者は,溶体化後の焼き入れ時において,既に何らかの組織変化が起こっていることを示唆するものである.透過電子顕微鏡による組織観察は,焼き入れ直後のもの,および電気抵抗変化が飽和に達する330°Cで1x10^5s時効した試料について行った.焼き入れ直後の試料の観察結果からは,溶体化後の焼き入れによって単相状態が得られていることが確認された.しかしながら,電子線回折像には,B2構造のスポットの他,非常に散漫なω相のものと思われるスポットも現れていた.330°Cで1x10^5s時効した試料では,焼き入れ直後のものと比べ,明確な新相の発現は認められないものの,種々の反射による回折コントラスト像にω相の特徴である微細なツイード状模様が明確に現れていた.さらにこの電子線回折像では,ω相による散漫なスポットがより強く現れていた.以上の観察結果から,時効による電気抵抗値の変化から得られた変化曲線は,焼き入れ時に出現したω相の成長,つまり,ω変態の過程を示すものと考えられる.現在,より詳細な解析を進めているところである.今回明らかとなったω変態は,研究課題にあるマルテンサイト変態とは異なるものであるが,マルテンサイト的な原子移動を含むものと言われており,関連する相変態として研究を進めている.研究にはTi-35at%Al-15at%Vを用いた.鋳造後,HIP処理を施したインゴットから,板状の試料を切り出し,1300°C,900sの溶体化処理後,室温水中に焼き入れ,β単相とした.実験は電気抵抗測定による相変態挙動の追跡,および,引張,硬さ試験による機械的性質の調査に大別される.室温から約900°Cまでの加熱と同時に電気抵抗を測定した結果,300°C付近と750°C付近で電気抵抗変化に相変態によるものと推定される挙動が見られた.今年度はこのうち300°C付近の挙動に注目した.この結果をもとに,250300°Cで恒温時効と同時に電気抵抗測定を行ったところ,潜伏期間,成長,飽和を示す典型的な拡散型相変態ものとよく似た変化曲線が得られた.変化速度の著しい温度依存性が見られたが,変化曲線の形は温度によらず一定であり,これも拡散型相変態の特徴と良く一致する.また,速度の温度依存性から算出された活性化エネルギーは約140kJ/molであった.これとは別に時効による硬さの変化を調べたが,電気抵抗の変化にほぼ対応して硬さは減少した.これは電気抵抗変化の原因となる現象が,試料の軟化を引き起こすことを示唆する.これらのデータから,この合金の準安定β相は250300°C付近で何らかの相変態を起こすことが明らかである.しかし,その形態や結晶学的特徴は未だ不明であり,現在,組織の直接観察,およびX線回折等を進めつつある.今回注目した相変態は,課題にあるマルテンサイト変態そのものではないと考えられるが,これとの関連を含め,今後平行して調査を進める予定である.研究にはTi-35at%Al-15at%Vを用いた.鋳造後,HIP処理を施したインゴットから,板状の試料を放電加工にて切り出し,1300°C,900sの溶体化処理後,室温水中に焼き入れ,β単相とした.昨年度に引き続き,主として電気抵抗測定による相変態挙動の追跡を行った.室温から約900°Cまで,温度上昇と温度降下を連続的に行い,これと同時に電気抵抗を測定した.その結果,温度上昇時の300°C付近と750°C付近で電気抵抗変化に相変態によるものと推定される挙動が見られた.このうち300°C付近の挙動に注目し,恒温時効と同時に電気抵抗測定を行っている.昨年度より恒温時効の温度域を広げ,250320°Cで10°Cおきの時効とともに抵抗測定を行った.その結果,潜伏期間,成長,飽和を示す典型的な拡散型相変態ものとよく似た変化曲線が得られた.変化速度の著しい温度依存性が見られたが,変化曲線の形は温度によらず一定であり,これも拡散型相変態の特徴と良く一致する.また,変化速度の温度依存性から算出された活性化エネルギーは約125140kJ/molであることがわかった.この活性化エネルギーは,合金内での原子拡散のものと考えられる.これらのデータから,この合金の準安定β相は300°C付近で何らかの相変態を起こすことが明らかである.しかし,その形態や結晶学的特徴は未だ不明であり,現在,組織の直接観察,およびX線回折等を進めつつある.今回注目した相変態は,課題にあるマルテンサイト変態そのものではないと考えられるが,これとの関連を含め,今後調査を進める予定である.

これとは別に,応力誘起変態の可能性を探るため引張試験を試みたが,溶体化後の試料は弾性領域で破断し,非常に脆いことがわかった.研究にはTi-35at%Al-15at%Vを用いた.鋳造後,HIP処理を施したインゴットから,板状の試料を放電加工にて切り出し,1300°C,900sの溶体化処理後,室温水中に焼き入れ,β単相とした.昨年度に引き続き恒温時効と同時の電気抵抗測定による相変態挙動の追跡,今年度新たに透過電子顕微鏡による組織観察を行った.昨年度より恒温時効の温度域を広げ,260350°Cで10°Cおきの時効とともに電気抵抗測定を行った.その結果,潜伏期間,成長,飽和を示す典型的な拡散型相変態ものとよく似た変化曲線が得られた.この変化曲線は,昨年度と同様に変化速度の著しい温度依存性が見られた他,焼き入れ速度による違いが見られた.後者は,溶体化後の焼き入れ時において,既に何らかの組織変化が起こっていることを示唆するものである.透過電子顕微鏡による組織観察は,焼き入れ直後のもの,および電気抵抗変化が飽和に達する330°Cで1x10^5s時効した試料について行った.焼き入れ直後の試料の観察結果からは,溶体化後の焼き入れによって単相状態が得られていることが確認された.しかしながら,電子線回折像には,B2構造のスポットの他,非常に散漫なω相のものと思われるスポットも現れていた.330°Cで1x10^5s時効した試料では,焼き入れ直後のものと比べ,明確な新相の発現は認められないものの,種々の反射による回折コントラスト像にω相の特徴である微細なツイード状模様が明確に現れていた.さらにこの電子線回折像では,ω相による散漫なスポットがより強く現れていた.以上の観察結果から,時効による電気抵抗値の変化から得られた変化曲線は,焼き入れ時に出現したω相の成長,つまり,ω変態の過程を示すものと考えられる.現在,より詳細な解析を進めているところである.今回明らかとなったω変態は,研究課題にあるマルテンサイト変態とは異なるものであるが,マルテンサイト的な原子移動を含むものと言われており,関連する相変態として研究を進めている.
深層筋肉の運動機能・感覚機能トレーニングのための運動知覚統合アシストシステム

ウェアラブル運動知覚統合システムを開発し,運動機能,感覚機能の向上に対して,その効果を評価することを目的として,次の課題に取り組み,それぞれ成果を上げた.(1)筋シナジーに基づく間接的運動教示インタフェース:骨盤底筋群と腹横筋の筋シナジー関係に基づいて,腹横筋の収縮活動をモニターに表示し,骨盤底筋群の活動として知覚させて,指示した筋収縮量に随意的に骨盤底筋群を収縮させる間接的運動教示インタフェースを構築し,実験的に有効性を確認した.本手法によるトレーニングにより,骨盤底筋群の運動知覚が容易になると共に,骨盤底筋群と腹横筋との筋シナジー関係が強化される新たな知見が得られた.本成果を国際会議,国内講演会にて発表した.(2)力触覚刺激によるウェアラブル運動知覚インタフェース:上記(1)の視覚によるバイオフィードバックトレーニングの簡略化を目指し,腹横筋に突起物を押し付け,筋収縮に伴う筋硬さ変化を力触覚により知覚するウェアラブル間接的運動教示インタフェースを開発した.(3)運動教示を取り入れたトレーニングプログラム設計:骨盤形状を2方向のレントゲン画像から計測し,骨盤姿勢を歩容から推定する,骨盤形状・姿勢の個人同定法を構築した.男女被験者の骨盤をMRI撮像して,提案手法の有効性を確認した.この成果を英文学術誌に掲載している.さらに,姿勢変化時の骨盤底筋群の活動を男女被験者で計測し,骨盤形状を個人同定した筋骨格動力学モデルで算出した筋活動と比較し,骨盤底筋群トレーニングのための最適姿勢の算出が可能であることを示し,個別のトレーニングプログラム設計の基礎構築を行った.骨盤底筋群の運動知覚を向上するウェアラブルインタフェースを開発し,一定の成果を得られている.また,骨盤形状・姿勢の個人差を考慮した筋骨格動力学モデルで,骨盤底筋群トレーニングに最適な姿勢を算出するトレーニングプログラムの設計に一定の成果を上げた.今年度計画したウェアラブル運動知覚統合システムの開発では一定の成果を得られている.運動知覚と力触覚提示刺激の個人差について,被験者を増やしてモデルの確度を高めて,トレーニング効果の精度向上を目指す.また,振動デバイスを用いて対象となる筋肉に刺激を加え,力触覚による筋収縮の知覚精度向上を目指す.筋シナジーに基づく関節運動知覚インタフェースによる骨盤底筋群トレーニングによって,腹横筋と骨盤底筋群の筋シナジーの強化が見られた.これは運動知覚の学習によるものと考えられる.学習過程を明らかにすることで,トレーニング効果の持続性を向上させる.本研究の要素技術として,センシング技術,インタフェース技術,運動知覚誤差モデリング,個別トレーニングプログラムの設計を行った.(1)ウェアラブル骨盤底筋群活動センシング:膣挿入型筋電位計による直接計測,超音波エコーを用いた膀胱挙上量計測による間接計測と従来の骨盤底筋群活動計測に代わる方法として,骨盤底筋群との筋シナジー(筋活動の連動)が確認されている腹横筋や骨盤底筋群を覆う臀筋の表面筋電パタンより,会陰部表面より得た骨盤底筋群活動を推定するウェアラブルセンシング技術の試作を行った.(2)間接的運動教示インタフェース:直接的に運動刺激を与えることが困難な深層筋肉である骨盤底筋群に対して,筋シナジーを活用して腹横筋に圧迫刺激を加えることによって,骨盤底筋群に間接的に運動教示を与えるインタフェースを開発した.(1)の成果を活用して,視覚的に運動教示するインタフェースを開発し,そのトレーニング効果を確認した.(3)運動感覚定量化と運動知覚誤差の確認:運動教示インタフェース開発の段階で,骨盤底筋群は運動(筋収縮力)と感覚(収縮感)との間に誤差が生じやすいことを確認した.被験者数が少ないことから,骨盤底筋運動と感覚量との関係をモデル化し,運動知覚に誤差が生じる原因を生体力学的に解明するまでには至っておらず,今後の課題とした.(4)骨盤アライメント計測に基づくトレーニングプログラム設計:骨盤底筋群の活性度が姿勢によって影響を受けることを確認している.骨盤底筋群を活性化しやすい効果的な運動プログラムの基礎を築く.骨盤の歪みから受ける骨盤底筋群活性度の影響を考慮するため,X線・MRI撮像した骨盤アライメントの計測結果を反映した筋骨格動力学モデルを用いて,個人に適した骨盤底筋群の活性度を高めやすい姿勢を求め,個別トレーニング運動プログラムを設計するための基礎的知見を得た.今年度計画した要素技術の開発の内,センシング技術,インタフェース技術,個別トレーニングプログラムの設計では,計画書通りの一定の成果を得ている.これらによって,筋シナジーに基づいた間接的インタフェースを用いたバイオフィードバックによる骨盤底筋群の運動知覚統合で良好な成果を得た.国内外の会議に採択され,対外発表も行う予定である.一方,運動知覚誤差モデリングでは,被験者が少なく,運動知覚誤差のモデリングには至っていないが,骨盤底筋群の運動と感覚との間に誤差が生じ,バイオフィードバックにより,それらが統合可能である可能性があることを示しており,次年度にモデリングを実施して,さらに効果的な運動知覚統合アシストの実現を目指す.ウェアラブル運動知覚統合システムを開発し,運動機能,感覚機能の向上に対して,その効果を評価することを目的として,次の課題に取り組み,それぞれ成果を上げた.(1)筋シナジーに基づく間接的運動教示

インタフェース:骨盤底筋群と腹横筋の筋シナジー関係に基づいて,腹横筋の収縮活動をモニターに表示し,骨盤底筋群の活動として知覚させて,指示した筋収縮量に随意的に骨盤底筋群を収縮させる間接的運動教示インタフェースを構築し,実験的に有効性を確認した.本手法によるトレーニングにより,骨盤底筋群の運動知覚が容易になると共に,骨盤底筋群と腹横筋との筋シナジー関係が強化される新たな知見が得られた.本成果を国際会議,国内講演会にて発表した.(2)力触覚刺激によるウェアラブル運動知覚インタフェース:上記(1)の視覚によるバイオフィードバックトレーニングの簡略化を目指し,腹横筋に突起物を押し付け,筋収縮に伴う筋硬さ変化を力触覚により知覚するウェアラブル間接的運動教示インタフェースを開発した.(3)運動教示を取り入れたトレーニングプログラム設計:骨盤形状を2方向のレントゲン画像から計測し,骨盤姿勢を歩容から推定する,骨盤形状・姿勢の個人同定法を構築した.男女被験者の骨盤をMRI撮像して,提案手法の有効性を確認した.この成果を英文学術誌に掲載している.さらに,姿勢変化時の骨盤底筋群の活動を男女被験者で計測し,骨盤形状を個人同定した筋骨格動力学モデルで算出した筋活動と比較し,骨盤底筋群トレーニングのための最適姿勢の算出が可能であることを示し,個別のトレーニングプログラム設計の基礎構築を行った.骨盤底筋群の運動知覚を向上するウェアラブルインタフェースを開発し,一定の成果を得られている.また,骨盤形状・姿勢の個人差を考慮した筋骨格動力学モデルで,骨盤底筋群トレーニングに最適な姿勢を算出するトレーニングプログラムの設計に一定の成果を上げた.ウェアラブル運動知覚統合システムを開発し,運動機能,感覚機能の向上に対して,その効果を評価する.骨盤底筋への直接的刺激を予定していたが,着用の違和感から実用性に問題があると判断し,本年度開発した間接的インタフェースの性能向上を行う.筋シナジーを活用して腹横筋に刺激を加えることによって,表面筋電計測に影響を及ぼさないよう,振動刺激による運動教示を行い,骨盤底筋群に間接的に運動教示を与えるインタフェースを開発した.腹横筋への刺激強度,パタン,タイミングなどを精査することで,トレーニング効果の向上を目指す.当初計画では,直接的インタフェースの開発を目指していたが,間接的インタフェースに良好な成果が得られたこと,またユーザの心理的な負担を考慮して,間接的インタフェースの性能向上に注力することとする.次に,運動知覚誤差モデルを実施し,更に個別に同定させる.また,運動教示のための振動刺激と筋収縮力の増減との関係を個別に同定する.これらにより,筋収縮力と収縮感とを統合させるために運動教示インタフェースから与える刺激強度パタンを導出する.更に,筋力トレーニング,感覚フィードバック・フィードフォワード機能向上,それぞれの目的別に運動教示を取り入れたトレーニング運動プログラムを設計する.今年度計画したウェアラブル運動知覚統合システムの開発では一定の成果を得られている.運動知覚と力触覚提示刺激の個人差について,被験者を増やしてモデルの確度を高めて,トレーニング効果の精度向上を目指す.また,振動デバイスを用いて対象となる筋肉に刺激を加え,力触覚による筋収縮の知覚精度向上を目指す.筋シナジーに基づく関節運動知覚インタフェースによる骨盤底筋群トレーニングによって,腹横筋と骨盤底筋群の筋シナジーの強化が見られた.
次世代シークエンサーと連動させたTN乳癌のパネル診断と組織解析

研究者らは人体病理の新しい手法として次世代シークエンサーを使ったバイオマーカーの検索にtissue microarry (TMA)を用いた免疫組織学的検証を連動させる研究を実施してきた。今回トリプルネティブ(TN)乳がんという、ER,PgR,HER2陰性のホルモン、分子標的治療の無効な乳癌に関して、上記の研究を継続しながら得られたマーカーとして得られた候補遺伝子の機能解析とその分類を、病理組織学的研究と合わせて行う。最終的にはTN乳癌の亜分類、実際の病理診断への応用、新たな治療シーズの開発に貢献することを目的としている。
糖脂質によるHIV-1感染促進機構の解析

レセプターレベルでのHIV-1感染の修飾(増強あるいは抑制)機序を明らかにするため、様々な糖脂質のHIV-1感染に与える影響を調べた。ガラクトシールセラミド、グリコスフィンゴリピッド、ファテビラシンA1、カプシアノサイドGなどの糖脂質では細胞への前処理でHIV-1感染が促進され、ウイルスと持続的に作用させるとその感染は抑制された。この中でもカプシアノサイドGはHIV-1のX4ウイルスのみ感染を増強し、R5ウイルスには作用しなかった。この選択性を利用し、HIV-1感染促進機構の解析を行った。X4ウイルス感染の選択的増強は、X4R5 HIV-1ではCXCR4を発現した細胞でカプシアノサイドG処理した時のみ感染促進が見られることから、この糖脂質の作用点はレセプターであると思われた。しかし、カプシアノサイドG処理細胞ではCD4、CXCR4、CCR5などレセプターの発現に変化は認められなかった。共焦点顕微鏡を使用しこの糖脂質で処理した細胞のレセプターの動きを観察したところ、カプシアノサイドGで細胞を処理することによりCD4とCXCR4のレセプターが共集合することが確かめられた。以上、2種類のレセプターを使用するHIV-1の感染では、レセプターの発現量だけでなく、レセプター間の親和性もウイルス感染の成立に重要であると考えられた。今後、生体内に存在しHIV-1感染を修飾する因子を追究し、HIV-1感染症の病態を明らかにしたい。
英国の大学図書館でとりくむ特別支援プロジェクトの検証

最終年として,本プロジェクトを通して得られた示唆を還元するため,学校図書館分野ではあるが,佛教大学の『教育学部学会紀要』と『学図研ニュース』に支援の手立てを記した。併せて,課題4「大学内の他部署や外部の支援組織団体と大学図書館における連携効果の検証」,課題5「大学図書館の研修の内容と方法を検証」で得た知見を英語論文の投稿準備を行った。以下は、課題4と課題5の概要である。連携面では,回答者67名の6割がチームアプローチの観点から行っていた。連携を行ううえでの長所として,主に「コミュニケーションチャネルをつくれること」,「相互の業務におけるつながり」,「図書館業務に対する理解」が挙がった。研修面では,研修内容の高い順に,「特別な教育的ニーズの知識」・「著作権を含めた電子教科書に関する情報」・「学生のふるまいにおける対処法」,「インクルージョンに関する知識全般」だった。研修先が高い順では,大学図書館研究会・学内研修・オンラインサイト, JISCTechDisサイト(2014年当時)だった。しかし,研修内容によっては,研修先が異なった。「学生のふるまいにおける対処法」では,学内研修,オンライン研修が上位を占めた。「著作権を含めた電子教科書に関する情報」では,大学図書館研究会, JISCTechDisサイトが上位を占めた。「インクルージョンに関する知識全般」では,学内研修,大学図書館研究会が挙がった。研修の役立ち度では,「やや役立った」も含めると97%が肯定していた。また,研修を通して,特別なニーズがある学生への見方や対応の変化では,「少し変わった」も含めると82%が肯定していた。そして,回答者の50%以上が「問題と捉えていない」と評価した9項目のうち6項目が,コミュニケーションチャネル(3項目)や図書館業務に対する意識(3項目)と関係していた。本研究は,英国の特別なニーズをもつ学生に対して大学図書館が行う特別支援について,取組みの背景,実際の取組みと仕組みを検証し,わが国の大学図書館の特別支援への示唆を得ることを目的とする。本年度は, (1)課題1:インタビューデータに基づく特別支援の取組み背景の検証,(2)課題2から課題5の事前調査:特別支援の取組みの実際と支援の仕組みを問うオンライン調査を行った。(1)特別支援の取組み背景の検証では, 2011年, 2012年に行った大学図書館16館の特別支援担当者へのインタビューデータをもとに,ブロンフェンブレンナーの「人間発達の生態学」理論を援用して分析した。結果として, 1パートナーシップの精神を根底とする職員の意識,2大学図書館,障害サービス部,IT関連部署,サポートワーカーとの連携, 3政府による法的整備と大学による組織としての支援環境体制づくり, 4大学外におけるネットワーク(大学図書館地域別研究会,図書館コンソーシアム,高等教育支援機関)を活用した研修。これらの相互の影響が特別支援を支えていたことが明らかになった。なお,これらの結果を還元するため,日英教育学会と日本図書館情報学会にて発表を行った。イギリスの大学図書館における検証結果は,日本の大学図書館においても,今後,特別なニーズをもつ学生に特別支援を行ううえで,示唆を与えるものであった。併せて,結果を英文翻訳し,イングランド大学図書館関係者に還元した(2014年2月)。さらに,論文をまとめ投稿の準備中(2014年5月現在)である。(2)事前調査としてイギリスの大学図書館員対象のオンライン調査では, 2014年2月17日から3月20日にかけて実施した。回収率は45%(69名/152名依頼72件回答があったが, 3件はフェイスシートあるいは,質問回答が9割以上無回答のため,外した)。本年度は, 2013年度に行ったオンライン調査の結果をもとに,実際の取り組みを検証するため,(1)特別支援担当の役割と中心的な取組み支援内容の検証(課題2),(2)特別支援の問題と対処方法の検証の事前準備としてイギリスの10大学図書館関係者にインタビュー調査を実施した(課題3)。(1)特別支援担当の役割と中心的な取組み支援内容の検証では,図書館特別支援担当と支援体制に着目して,オンライン調査データのまとめと分析を行った。結果として,特別支援担当の役割では,専任は兼任よりも,調整者としての役割を担っていた。取り組みでは,通常業務の工夫の支援が中心となっていた。一方,提供率の低い支援は基本的整備,合理的配慮やニーズ対応の支援であることが明らかになった。併せて,結果を英文翻訳し,イングランド大学図書館関係者に還元した(2015年1月)。さらに,論文をまとめ投稿の準備中(2015年5月現在)である。( 2)課題3の事前調査としてイギリスの10大学図書館関係者19名にインタビュー調査を実施した(2015年2月14日から2月25日)。インタビューガイドは,特別支援を行う大学図書館の支援体制における6領域(基礎データ,現在の支援体制の背景,支援体制の運営,支援体制の機能,提供サービスの方略,研修)について包括的に尋ねた。

特別支援の問題と対処方法については,支援体制の機能と提供サービスの方略,研修から情報を得た。本研究は,英国の特別なニーズをもつ学生に対して大学図書館が行う特別支援について,取組みの背景,実際の取組みと仕組みを検証し,わが国の大学図書館の特別支援への示唆を得ることを目的とする。本年度は,これまでの成果(2013年度と2014年度)を還元するため,研究発表(2件)と論文(和文2件・英文1件)にまとめた。和文については投稿(2件)済である。(1)研究の成果発表研究発表では特別支援担当の役割(課題2)について2件の発表を行った。2015年6月に一般社団法人全国高等教育障害学生支援協議会第1回大会のポスターセッションにて「英国の大学図書館における特別支援担当の役割と取組み」を発表した。また,8月には大学図書館問題研究会において口頭発表を行った(「イングランドの大学図書館における特別支援担当の取組みにみる役割」)。(2)論文作成これらの発表をもとに,『大学図書館研究』に2015年12月25日に論文「英国の大学図書館における特別支援担当の役割と取組み:事情背景を視座に」を投稿した(2016年5月13日の段階では,査読中)。一方,特別支援の取組み背景(課題1)については,2013年度に日本図書館情報学会にて口頭発表した「イングランドの大学図書館における特別な支援の背景要素:ブロンフェンブレンナー理論を援用して」を基に論文にまとめ投稿した(2016年5月4日に採用受理)。そして,特別支援の問題と対処方法(課題3)については,2014年度に日本図書館情報学会にて口頭発表した「英国の大学図書館における特別支援の現状とその背景:特別支援担当と支援体制に着目して」を英文投稿するため本文,図表をとりまとめた。オンライン雑誌「「New library of Academic Librarianship」への投稿は本文と図表を更新するのみとなった(2016年5月12日現在)。2015年度は課題3「特別支援の問題と対処方法の検証」であった。2012年に立てた計画には訪問調査も予定していたが,2014年2月3月にかけて行ったオンライン調査,そして2015年2月の訪問調査にて委託企業による支援を除いたデータが得られていた。これらのデータをもとに,前年度に「英国の大学図書館における特別支援の現状とその背景:特別支援担当と支援体制に着目して」という題目で日本図書館情報学会において口頭発表を行っていた。また,2015年2月の訪問調査時は手数料を含めると1ポンド200円だった。このため,2015年度はこれまでの研究成果を口頭発表や論文にまとめる期間とした。課題3については「英国の大学図書館における特別支援の現状とその背景:特別支援担当と支援体制に着目して」を英文にまとめた。オンライン雑誌「「New library of Academic Librarianship」への投稿は本文と図表を更新するのみとなった(2016年5月13日現在)。
ストレス誘発性うつ様行動における T 型カルシウムチャネル機能解析

T型カルシウムチャネルは一過性に開口し、低閾値で一過性に開口する電位依存性カルシウムチャネルである。申請者は、Cav3.1 T型カルシウムチャネルを賦活化し、脳内アセチルコリン遊離を促進する化合物を見出した。その化合物は嗅球摘出マウスのうつ様行動を改善する。一方、Cav3.1欠損マウスはうつ様行動を示さなかったが、興味深いことに、ストレス誘発性うつ様行動に耐性を示した。本研究では、ストレス誘発性うつ様行動におけるCav3.1 T型カルシウムチャネル機能の解明を目指す。
格子ロトカボルテラ模型による生物進化の研究

本研究では、数理的モデリングと格子上のシミュレーションによって生物の進化と生物種の多様性や絶滅リスクを研究してきた。環境変動に対する生物の比較的長期的な予測可能性をテーマとしている。この予測問題では生態系だけにとどまらず、非平衡系、生物体内の反応プロセス、社会システムなど広範なフィードバック系の長期的予測をとりあつかってきた。とくに生態系では長期的予測は不可能性の問題として古くから知られている。生態系では「風が吹くと桶屋がもうかる」式の因果関係がよくわからないような事象が頻発する。これは生態系が非平衡フィードバック系の典型であるため、パラドックス的出来ごとが頻発すると思われる。これまで多くの生態学の論文では長期的予測の不可能性が論じられてきた。環境に対する生物の長期的応答は食物連鎖による間接的影響を強く受け、予測なんかとんでもないというものである。本研究は、この予測の不可能性の問題に取り組み、1997年J.Phys.Soc.Japanに我々は、長期的応答のパリテイ法則を発表した。それ以後、パリテイ法則の生態系に関する問題を取り組んできた。さらに多くのフィードバック系の長期的予測の問題にも取り組んできた。成果は13個の論文として、叉は国内および国際会議において発表してきた。これは生物の進化の問題のみならず、生態系および多くの非平衡系の長期的予測の可能性の問題として今後とも重要であると思われる。これまでの生物進化の理論は、主として個体選択に基いており、「進化的に安定な戦略」(ESS)が支配的であった。本研究では、ESSに替って、集団選択に基く「進化的に持続可能な戦略」(EMS)の理論の重要性を示す。今年度出版される論文は3つである。K.Tainaka & N.Araki、J.Theor,Biol,Vol.197(1999)PP.1-13においては、生態系の摂動理論を基礎にして、私の提示したEMSの重要性を定性的に述べた。レフェリーはこの論文に対してgreat impactをあたえるものと評価した。Journal Physical Society of Japan(Vol,68,1999年)には2つの論文がまもなく出版される予定である。第一の論文は、あるモデル生態系を提出し、摂動問題を取扱った。この論文ではパリティ則が成立することを示した(K.Tainaka & T.Sakata)第二の論文(T.Tao,K.Tainaka & H.Nishimori)では、コンタクト・パーコレーションという新しいモデルを提出し、生物の絶滅の研究を行った。生物進化は、生物が環境に適応するための最適化の歴史でもある。本研究の目的は、生物進化から新しい最適化理論を学び、それを定式化することである。私たちが開発した「格子ロトカボルテラ模型」という格子モデルを使って、進化的に持続可能な戦略(EMS)の有効性を検討してきた。具体的には(1)囚人のジレンマゲームのメタ個体群動態を行うこと(2)格子生態モデルによって有性生殖の起源を説明することなどを研究してきた。とくに囚人のジレンマゲームでは、1つの生息地内のスケール(local scale)ではなく、生息地が多くのパッチからできているとした大きなスケール(metapopulation scale)で考え、島モデルと格子モデルを適応する。そのスケールでは必ずしもESSが勝利するとはかぎらない。囚人のジレンマゲームではEMSはALL C戦略であり、黄金律(キリスト教のモラルの基準)ともいわれている。この研究では、はじめてALL Cが最強戦略になるという結論を導いた。(2)の有性生殖の起源について、私たちは、集団選択の理論の現代的再建が必要であると考えている。集団選択に基づくEMS理論は、たとえ当初ダーウィン適応度が低くても結果的に自然選択には有利であるような戦略である。目先の利益を追求するのではなく、長期的なスケールで最大利得を得るような新しい最適化理論を定義した。

この予測問題では生態系だけにとどまらず、非平衡系、生物体内の反応プロセス、社会システムなど広範なフィードバック系の長期的予測をとりあつかってきた。とくに生態系では長期的予測は不可能性の問題として古くから知られている。生態系では「風が吹くと桶屋がもうかる」式の因果関係がよくわからないような事象が頻発する。これは生態系が非平衡フィードバック系の典型であるため、パラドックス的出来ごとが頻発すると思われる。これまで多くの生態学の論文では長期的予測の不可能性が論じられてきた。環境に対する生物の長期的応答は食物連鎖による間接的影響を強く受け、予測なんかとんでもないというものである。本研究は、この予測の不可能性の問題に取り組み、1997年J.Phys.Soc.Japanに我々は、長期的応答のパリテイ法則を発表した。それ以後、パリテイ法則の関連論文を数多く発表した。これは生物の進化の問題のみならず、生態系および非平衡系の長期的予測の可能性の問題として今後とも重要であると思われる。
変態を制御するペプチド分子の進化的保存性と多様性

1.新たに始めた花虫類イソギンチャクの仲間、Nematostellaのプラヌラ幼生の変態を制御する内在性の神経ペプチドLWamideファミリーの構造と機能の進化的保存性:ヒドラLWamideファミリーペプチドがプラヌラ幼生の変態を促進した。そこでNematostellaからLwamide遺伝子をクロン化した。遺伝子はヒドラと同様Lwamideペプチドをタンデムにコードする構造をとっていた。2.コリナージックシステムから見た神経系の進化:ニコチン性アセチルコリン受容体(nAchR)は古典的神経伝達物質アセチルコリンをリガンドとする受容体であるが、腔腸動物では古典的神経伝達物質は無いか、働いていないというのが一般常識となっている。ところがわれわれはヒドラから7種のαタイプnAChR遺伝子と1種のコリントランスポーター(ChT)遺伝子を得た。これら遺伝子は芽体の予定触手域の外胚葉上皮で強く発現し、神経での発現はない。薬理学的な実験で、ニコチンは触手形成を増進させた。以上の結果は、ヒドラにコリナージックシステムが存在し、それは、神経系では無く、頭部形成に関与することを示唆する。一方、扁形動物のプラナリアではnAChRが神経系で発現していることが知られている。従って、コリナージックシステムは神経系を持つ最も下等な多細胞動物の腔腸動物では形態形成に関わっていたが、一段上位の扁形動物へ進化する過程でその機能が神経系へと移行したと考えられる。1.ニコチン性アセチルコリン受容体(nAchR)の構造と機能の進化ヒドラからRT-PCR法でnAchR遺伝子5種を得た。更に、ヒドラESTsからのアセチルコリン分解物コリンを再利用のため細胞に取り込むコリントランスポーター(ChT)遺伝子見いだした。従って,ヒドラにコリナージックシステムがあると予想された。しかし、これらの遺伝子は、予想された神経ではなく、将来触手となる外胚葉上皮組織で発現が始まり、成熟した触手でも発現が継続する。神経を全く欠いた、上皮細胞のみからなる上皮ヒドラにおいても同様の発現パターンが見られた。アセチルコリン合成酵素の遺伝子は見つかっていないが、ヒドラでのコリナージックシステムの存在が強く示唆された。しかもアセチルコリンは神経伝達物質ではなく形態形成に関わる事が示唆された。扁形動物プラナリアではnAchR遺伝子は神経系で発現することから、腔腸動物から扁形動物への進化の過程で、コリナージックシステムの利用法が大きく変化したと考えられる。2.ヒドラの神経ペプチドGLWamidesは他の腔腸動物のプラヌラ幼生の変態を促進する。ヒドラGLWamidesは海産ヒドラのプラヌラ幼生の変態を促進する活性を持つ。花虫類のネマトステラのプラヌラ幼生の変態にも有効かどうかを調べた結果、科を超えてGLWamidesは効果を持つことが分かった。簡単に多数のプラヌラ幼生が得られるネマトステラを用いて変態誘導の機構を詳細に解析する予定である。
口腔癌の増大の様相と増大速度に関する研究

研究材料と方法:ヌードマウス移植性ヒト口腔癌を約50匹のヌードマウスの腹側皮下に移植し、移植後2、4、6、12、20週目に増大する腫瘍の大きさの測定、H・E染色とフォイルゲン染色標本での病理組織学的検索を行った。1、移植腫瘍の増大速度約30mgの移植腫瘍は2週目で平均128mg、4週目で290mg、6週目で378mg、12週目で449mg、20週目で614mgと増大した。増大速度は4週目で約10倍と急激に大きくなり、6週目からは鈍化し、以後ゆるやかであった。2、病理組織学的検索(1)H・E染色標本での観察:皮下に移植された2週目の数個の移植腫瘍片は互いに癒合し、その間隙や周囲には炎症性細胞浸潤が認められた。これら移植腫瘍片の中央部には角化物がみられた。4週目では移植片は完全に癒合し、一つの円形の腫瘍組織塊となっていた。辺縁部は腫瘍組織が縁取り、中央部の大部分を角化物が占めていた。腫瘍組織の周囲には炎症性細胞浸潤が認められた。12と20週目では大きな腫瘍組織塊の大部分を角化物が占め、腫瘍細胞は数層の厚みで辺縁を薄く縁取っていた。腫瘍の最大割面で表面側(上方中央)、底部(下方中央)、底部の左右辺縁(下方左右)の腫瘍細胞層を比較すると、底部の左右辺縁(下方左右)で細胞層は厚かった。周囲の炎症性細胞浸潤はわずかであった。(2)フォイルゲン染色標本での観察:蛍光顕微鏡にて、発色した腫瘍細胞の核DNAを観察した。対照となるリンパ球の核DNA(2C)はヌードマウスのものであり、大きさがヒトに比べて小さく、腫瘍細胞の核DNAのヒストグラムはこれまで報告されたパターンと大きく異なっていた。通常100程度の範囲に分布するが、30C以上の数値も多数見られ比較検討はできなかった。腫瘍細胞の核DNAは平均値2573μm^2であった。
強磁性体を用いた量子中継器

我々は空洞共振器中の量子ビットと強磁性を用いた量子中継器の実現を目指している。超伝導量子ビットは共振器中の電磁場モードと大きな電気双極子モーメントを通じて結合することが知られ、強磁性体スピン集団は磁気双極子モーメントを通じて共振器モードとコヒーレントに結合する。両者は空間的に離れていたとしても、共通の電磁場モードを介して情報をやり取りすることができる。ここで情報の担体は強磁性体中の磁化のエネルギー励起や超伝導回路中プラズモンポラリトンのエネルギー励起となり、量子化された励起エネルギーの有無を情報の0と1に対応させる。前年度に強磁性体中の磁化のエネルギーから超伝導量子ビットへの情報転写を実装したため、本年度は量子中継器の基礎技術である2つの超伝導量子ビット間の相関対生成実験を行う。超伝導量子ビットの相関対生成ゲートには交差共鳴ゲートを用いる。2つの超伝導量子ビットは空洞共振器を介して結合しており、空間的に約10mm程度離れている。片側の量子ビットに、他方の量子ビット共鳴周波数にてマイクロ波パルスを印加することで量子ゲートが実装される。量子ゲートにより生成された状態は、短い距離ながらに非局所相関を持つ状態となる。我々は2つの量子ビットを効率的に結合するマイクロ波共振器を設計した。マイクロ波共振器・量子ビットの共振周波数、量子ビットとの結合係数などは電磁界計算により算出し、量子ゲートの設計に必要なパラメータを算出する手法を確立した。相関対生成の実験を行い、量子状態推定を用いて相関対のコンカレンスを推定したところ0.66であった。コンカレンスの向上のため量子過程推定を用いて量子ゲートを詳しく解析したところ、量子ビットのコヒーレンス時間により相関対の純度が制限されていることを明らかにした。量子ビットのコヒーレンス時間の延伸と、相関対生成ゲートのゲート時間の短縮が今後の課題である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。超伝導量子ビットは共振器中の振動電界と、また強磁性体スピン集団は磁気双極子モーメントを通じて共振器中の振動磁場とコヒーレントに結合する。両者は空間的に隔たっているが、共通の電磁場モードを介して量子的な情報をやり取りする。我々はトランズモン型超伝導量子ビットとイットリウム鉄ガーネット強磁性体球のコヒーレント結合を実現した。強磁性体スピンと超伝導量子ビットがスワップ操作により情報やエネルギーをやり取りする状況下において、相互作用の発展時間を制御することにより両者間にエンタングルメント(量子相関)を有する状態を生成する。強磁性体中スピンと超電導量子ビットのエネルギーを縮退した条件では、両者はエネルギー量子を交換する。このとき短いマイクロ波パルスにより強磁性体スピンを励起し、励起した両者の時間発展の様子を観察した。この結果、量子ビット励起は58ナノ秒周期にて振動し、結合に起因するマグノン真空誘起のコヒーレントラビ振動を観測した。得られた量子ビットの縦・横コヒーレンス時間はそれぞれ550ナノ秒と950ナノ秒、またマグノンのコヒーレンス時間は130ナノ秒であり、結合による振動周期58ナノ秒より長い時間コヒーレンスを維持した。さらに超電導量子ビットと強磁性体スピンのエネルギーを離調した条件において、強磁性体中のマグノン数の量子非破壊測定技術を開発した。この測定ではマグノンの個数演算子による測定が可能となる。我々は周波数領域測定において原理検証実験を行った。この結果、超電導量子ビットの共鳴スペクトルの励起マグノン数に依存する分裂を観測した。コヒーレントマイクロ波によるマグノン励起に由来し、マグノン数分布がポアソン分布に従うことを示した。本年度の課題であるマグノン状態の制御やエンタングルメント生成に関する実験を行った。エンタングルメント生成実験ではシミュレーションを中心に進め、実験をよく再現している。またその結果からエンタングルメント量やマグノン状態に関する知見を得た。またカナダからの夏季インターンシップ生を指導し、マグノン状態の量子非破壊を行う実験が飛躍的に進展した。装置開発においては米国からの夏季インターンシップ生を指導し、量子誤り訂正に向けてFPGA間の高速シリアルインタフェースの実装を試みた。誤り訂正符号の実現において、得られた量子ビットの状態に応じて制御ゲートをリアルタイムに変更する量子フィードバックの実装ではFPGA間の低レイテンシ通信が重要となる。PCIeからの拡張ボードを設計・制作し、SATAケーブルによる通信を行う。8b10b変換とクロック再生というシンプルな構成において、FPGA間の通信のレイテンシが50ナノ秒と極めて低レイテンシの通信を実現している。数十マイクロ秒という量子ビットの典型的なコヒーレンス時間に比べてその遅延時間が短いため、高い忠実度による量子フィードバック実験が期待できる。量子ビット制御の実験においては、2量子ビットの相関対生成とその量子状態トモグラフィと量子プロセストモグラフィ実験の原理検証実験を行った。トランズモン型量子ビットを同一の共振器モードと結合させ、共振器を介した結合を誘起した。C-PHASEゲート時間は約330ナノ秒で実行できることを確認した。

超伝導量子ビットは共振器中の電磁場モードと大きな電気双極子モーメントを通じて結合することが知られ、強磁性体スピン集団は磁気双極子モーメントを通じて共振器モードとコヒーレントに結合する。両者は空間的に離れていたとしても、共通の電磁場モードを介して情報をやり取りすることができる。ここで情報の担体は強磁性体中の磁化のエネルギー励起や超伝導回路中プラズモンポラリトンのエネルギー励起となり、量子化された励起エネルギーの有無を情報の0と1に対応させる。前年度に強磁性体中の磁化のエネルギーから超伝導量子ビットへの情報転写を実装したため、本年度は量子中継器の基礎技術である2つの超伝導量子ビット間の相関対生成実験を行う。超伝導量子ビットの相関対生成ゲートには交差共鳴ゲートを用いる。2つの超伝導量子ビットは空洞共振器を介して結合しており、空間的に約10mm程度離れている。片側の量子ビットに、他方の量子ビット共鳴周波数にてマイクロ波パルスを印加することで量子ゲートが実装される。量子ゲートにより生成された状態は、短い距離ながらに非局所相関を持つ状態となる。我々は2つの量子ビットを効率的に結合するマイクロ波共振器を設計した。マイクロ波共振器・量子ビットの共振周波数、量子ビットとの結合係数などは電磁界計算により算出し、量子ゲートの設計に必要なパラメータを算出する手法を確立した。相関対生成の実験を行い、量子状態推定を用いて相関対のコンカレンスを推定したところ0.66であった。コンカレンスの向上のため量子過程推定を用いて量子ゲートを詳しく解析したところ、量子ビットのコヒーレンス時間により相関対の純度が制限されていることを明らかにした。量子ビットのコヒーレンス時間の延伸と、相関対生成ゲートのゲート時間の短縮が今後の課題である。量子誤り訂正符号の実装に向けて、予定通りこのまま研究を進めてゆく。前期にFPGAと高速DA/AD変換器周辺の回路設計とソフトウェア実装を終え、3量子ビットデバイスの設計に取り組む。また2量子ビットのゲート評価と忠実度を評価し、信頼性の高いゲート実装に取り組む予定である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。