Takuya Hatomura, Ph.D.

Researcher
NTT Basic Research Laboratories & NTT Research Center for Theoretical Quantum Information, NTT Corporation

Preprint

Research papers

  1. Takuya Hatomura
    Scaling of errors in digitized counterdiabatic driving
    New Journal of Physics
    New J. Phys. 25, 103025 (2023).
    arXiv:2303.04235.
  2. Takuya Hatomura
    Time rescaling of nonadiabatic transitions
    SciPost Physics
    SciPost Phys. 15, 036 (2023).
    arXiv:2208.14285.
  3. Takuya Hatomura
    Performance evaluation of invariant-based inverse engineering by quantum speed limits
    Physical Review A, published as a Letter
    Phys. Rev. A 106, L040401 (2022).
    arXiv:2112.07253.
  4. Takuya Hatomura
    State-dependent error bound for digital quantum simulation of driven systems
    Physical Review A, published as a Letter
    Phys. Rev. A 105, L050601 (2022).
    arXiv:2201.04835.
  5. Takuya Hatomura, Atsuki Yoshinaga, Yuichiro Matsuzaki, and Mamiko Tatsuta
    Quantum metrology based on symmetry-protected adiabatic transformation: Imperfection, finite time duration, and dephasing
    New Journal of Physics
    New J. Phys. 24, 033005 (2022).
    arXiv:2104.02898.
  6. Takuya Hatomura and Kazutaka Takahashi
    Controlling and exploring quantum systems by algebraic expression of adiabatic gauge potential
    Physical Review A, Published as Open Access
    Phys. Rev. A 103, 012220 (2021).
    arXiv:2010.05550.
  7. Takuya Hatomura and Go Kato
    Bounds for nonadiabatic transitions
    Physical Review A
    Phys. Rev. A 102, 012216 (2020).
    arXiv:2005.03284.
  8. Takuya Hatomura
    Iterative classical superadiabatic algorithm for combinatorial optimization
    Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical
    J. Phys. A: Math. Theor. 53, 205302 (2020).
    arXiv:1911.08707.
  9. Takuya Hatomura
    Suppressing nonadiabatic transitions during adiabatic generation of highly entangled states in bosonic Josephson junctions
    Physical Review A
    Phys. Rev. A 100, 043619 (2019).
    arXiv:1907.06843.
  10. Takuya Hatomura and Krzysztof Pawłowski
    Superadiabatic generation of cat states in bosonic Josephson junctions under particle losses
    Physical Review A, Highlighted in Kaleidoscope
    Phys. Rev. A 99, 043621 (2019).
    arXiv:1901.03519.
  11. Takuya Hatomura and Takashi Mori
    Shortcuts to adiabatic classical spin dynamics mimicking quantum annealing
    Physical Review E
    Phys. Rev. E 98, 032136 (2018).
    arXiv:1806.00229.
  12. Takuya Hatomura
    Shortcuts to adiabatic cat-state generation in bosonic Josephson junctions
    New Journal of Physics, Invited paper for the special issue Focus on Shortcuts to Adiabaticity
    New J. Phys. 20, 015010 (2018).
    arXiv:1709.02676.
  13. Takuya Hatomura, Bernard Barbara, and Seiji Miyashita
    Distribution of eigenstate populations and dissipative beating dynamics in uniaxial single-spin magnets
    Physical Review B
    Phys. Rev. B 96, 134309 (2017).
    arXiv:1704.06466.
  14. Takuya Hatomura
    Shortcuts to Adiabaticity in the Infinite-Range Ising Model by Mean-Field Counter-Diabatic Driving
    Journal of the Physical Society of Japan
    J. Phys. Soc. Jpn. 86, 094002 (2017).
    arXiv:1705.03168.
  15. Takuya Hatomura, Bernard Barbara, and Seiji Miyashita
    Quantum Stoner-Wohlfarth Model
    Physical Review Letters
    Phys. Rev. Lett. 116, 037203 (2016).
    arXiv:1503.06658.

Review papers

  1. Takuya Hatomura
    Shortcuts to adiabaticity: theoretical framework, relations between different methods, and versatile approximations
    Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, Topical Review, Invited to submit a proposal
    J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 57, 102001 (2024).
    arXiv:2311.09720.
  2. 鳩村拓矢, 高橋和孝
    断熱ショートカットとダイナミクスの構造
    日本物理学会誌, 解説
    日本物理学会誌 76, 270 (2021).
    著者最終稿

Others

  1. Takuya Hatomura
    The first-order Trotter decomposition in the dynamical-invariant basis
    Extended abstract, AQIS'23
    arXiv:2308.15100.

Upcoming Presentations

  1. Takuya Hatomura
    Approximating adiabatic transformation by alternating unitaries
    APS Global Physics Summit
    March 16th - 21st, 2025, Anaheim Convention Center, Anaheim, California, USA
  2. Yuta Shingu (Speaker) and Takuya Hatomura
    Geometrical scheduling of adiabatic control without information of energy spectra
    APS Global Physics Summit
    March 16th - 21st, 2025, Anaheim Convention Center, Anaheim, California, USA

Oral Presentations

  1. 鳩村拓矢
    交替ユニタリを用いた断熱変換
    第51回 量子情報技術研究会 (QIT51)
    2024年11月26日（火） - 28日（木） サンポートホール高松
  2. (Invited) Takuya Hatomura
    Shortcuts to adiabaticity for enhancing quantum annealing
    International Network on Quantum Annealing Conference 2024: Towards Quantum Advantage in Real-World Applications (INQA2024)
    October 16th - 18th, 2024, National Museum of Emerging Science and Innovation, Tokyo, Japan
  3. 鳩村拓矢
    早送りのコスト
    日本物理学会 第79回年次大会
    2024年9月16日（月）- 19日（木） 北海道大学
  4. 鳩村拓矢
    早送り理論と制御項を用いる断熱ショートカット
    日本物理学会 2024年春季大会
    2024年3月18日（月）- 21日（木） オンライン
  5. Takuya Hatomura
    Fast-forward scaling and shortcuts to adiabaticity
    APS March Meeting 2024
    March 3rd - 8th, 2024, Minneapolis Convention Center, Minneapolis, Minnesota, USA
  6. （招待講演）鳩村拓矢
    断熱ショートカットによる量子アニーリングの高速化とそのデジタル化
    第2回 量子アニーリング及び関連技術の基礎から社会実装まで
    2024年2月19日（月）、20日（火） TKPガーデンシティPREMIUM田町
  7. 鳩村拓矢
    非断熱現象の時間スケール変換
    第49回 量子情報技術研究会 (QIT49)
    2023年12月17日（日）- 19日（火） 沖縄科学技術大学院大学
  8. 鳩村拓矢
    制御項を用いる断熱ショートカットのデジタル化とその誤差
    日本物理学会 第78回 年次大会
    2023年9月16日（土）- 19日（火） 東北大学 青葉山キャンパス、川内キャンパス
  9. Takuya Hatomura
    Errors in digitized counterdiabatic driving
    Adiabatic Quantum Computing 2023 (AQC23)
    June 19th - 23rd, 2023, University of New Mexico, Albuquerque, New Mexico, USA
  10. 鳩村拓矢
    デジタル量子シミュレーションの状態依存誤差評価とその応用
    第48回 量子情報技術研究会 (QIT48)
    2023年5月29日（月）- 30日（火） 京都大学 桂キャンパス
  11. 鳩村拓矢
    不変量に基づく断熱ショートカットの性能評価
    日本物理学会 2023年春季大会
    2023年3月22日（水） - 25日（土） オンライン
  12. Takuya Hatomura
    Fast-forward scaling theory for nonadiabatic transitions
    APS March Meeting 2023
    March 5th - 10th, 2023, Caesars Forum Convention Center, Las Vegas, Nevada, USA
  13. 鳩村拓矢
    量子ダイナミクスの類似性に関する不等式
    第47回 量子情報技術研究会 (QIT47)
    2022年12月8日（木）- 9日（金） 慶應義塾大学 矢上キャンパス
  14. 鳩村拓矢
    デジタル量子シミュレーションの誤差に関する不等式
    日本物理学会 2022年秋季大会
    2022年9月12日（月）-15（木） 東京工業大学
  15. Takuya Hatomura
    Lower bounds for performance of shortcuts to adiabaticity
    ICTP Conference on Adiabatic Quantum Computation / Quantum Annealing (AQC2022)
    June 20th - 24th, 2022, International Centre for Theoretical Physics, Trieste, Italy
  16. 鳩村拓矢
    エネルギー構造の情報を用いない断熱制御最適化手法の提案と量子アニーリングへの応用
    日本物理学会 第77回年次大会
    2022年3月15日（火）-19日（土） オンライン
  17. 鳩村拓矢, 吉永敦紀, 松崎雄一郎, 龍田真美子
    対称性に保護された断熱量子計測
    日本物理学会 2021年秋季大会
    2021年9月20日（月） - 23日（木） オンライン
  18. （コロナウイルス流行のため会議中止）鳩村拓矢
    量子アニーリングにおける難しいインスタンスと反復的古典超断熱アルゴリズム
    日本物理学会 第75回年次大会
    2020年3月16日（月）-19日（木） 名古屋大学 東山キャンパス
  19. (Invited) Takuya Hatomura
    Shortcuts to adiabaticity for a classical model of quantum annealing
    The 5th East Asian Joint Seminars On Statistical Physics
    October 22nd - 25th, 2019, Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
  20. 鳩村拓矢
    2成分BEC猫状態の断熱生成過程における非断熱遷移の抑制
    日本物理学会 2019年秋季大会
    2019年9月10日（火）-13日（金） 岐阜大学
  21. 鳩村拓矢, Krzysztof Pawłowski
    粒子損失下における2成分BEC猫状態の断熱および超断熱生成
    日本物理学会 第74回年次大会
    2019年3月14日（木）-17日（日） 九州大学 伊都キャンパス
  22. 鳩村拓矢, 森貴司
    量子アニーリングにおける断熱時間発展の加速
    日本物理学会 2018年秋季大会
    2018年9月9日（日）-12日（水） 同志社大学 京田辺キャンパス
  23. 鳩村拓矢, 森貴司
    断熱時間発展の加速に基づく量子アニーリングの古典アルゴリズム
    第38回 量子情報技術研究会 (QIT38)
    2018年6月4日（月）-5日（火） 広島国際会議場
  24. 鳩村拓矢
    2成分Bose-Einstein凝縮体における猫状態の断熱生成の加速
    日本物理学会 第73回年次大会
    2018年3月22日（木）-25日（日） 東京理科大学 野田キャンパス
  25. 鳩村拓矢
    平均場近似を用いた局所制御ハミルトニアンによる断熱時間発展の加速
    日本物理学会 2017年秋季大会
    2017年9月21日（木）-24日（日） 岩手大学 上田キャンパス
  26. 鳩村拓矢, Bernard Barbara, 宮下精二
    量子Stoner-Wohlfarth模型におけるエネルギーギャップ構造の臨界的性質と磁場掃引下での磁化ダイナミクス
    日本物理学会 第72回年次大会
    2017年3月17日（金）-20日（月） 大阪大学 豊中キャンパス
  27. 鳩村拓矢, 宮下精二
    複雑ネットワーク上の横磁場イジング模型における磁場掃引下でのダイナミクス
    日本物理学会 第71回年次大会
    2016年3月19日（土）-22日（火） 東北学院大学 泉キャンパス
  28. 鳩村拓矢, Bernard Barbara, 宮下精二
    掃引磁場下でのStoner-Wohlfarth模型における量子現象
    日本物理学会 第70回年次大会
    2015年3月21日（土）-24日（火） 早稲田大学 早稲田キャンパス

Poster Presentations

  1. Takuya Hatomura
    Energy costs of fast-forward scaling
    Adiabatic Quantum Computing 2024 (AQC2024)
    June 10th - 14th, 2024, Technology and Innovation Centre, University of Strathclyde, Glasgow, Scotland, UK
  2. Takuya Hatomura
    The first-order Trotter decomposition in the dynamical-invariant basis
    23rd Asian Quantum Information Science Conference (AQIS23)
    August 28th - September 1st, 2023, Korea Institute for Advanced Study, Seoul, Korea
  3. Takuya Hatomura, Atsuki Yoshinaga, Yuichiro Matsuzaki, and Mamiko Tatsuta
    Quantum metrology based on symmetry-protected adiabatic transformation
    International Symposium on Novel maTerials and quantum Technologies (ISNTT2021)
    December 14th - 17th, 2021, Online
  4. 鳩村拓矢, 高橋和孝
    断熱ショートカットにおける制御項の代数的構成法と量子速度限界による近似的制御項の性能評価
    日本物理学会 2020年秋季大会
    2020年9月8日（火）-11日（金） オンライン開催
  5. Takuya Hatomura
    Shortcuts to adiabatic cat-state generation in Bose-Einstein condensates
    The 2nd International Symposium on Dynamics in Artificial Quantum Systems (DAQS2018)
    January 15th - 17th, 2018, ENEOS Hall, The University of Tokyo, Tokyo, Japan
  6. Takuya Hatomura
    Fast quantum annealing for the infinite-range Ising model by mean-field counterdiabatic driving
    Adiabatic Quantum Computing Conference 2017
    June 26th - 29th, 2017, GranTokyo South Tower, Tokyo, Japan
  7. Takuya Hatomura, Bernard Barbara, and Seiji Miyashita
    Quantum dynamics of single molecular magnets under time-dependent fields
    Cooperation in Physics Workshop: LMU-UT
    February 29th - March 1st, 2016, Koshiba Hall, University of Tokyo, Tokyo, Japan

Informal Presentations (without group meetings)

  1. デジタル断熱ショートカット
    内海研セミナー
    2024年12月17日（火） 三重大学
  2. 断熱ショートカット：基礎から最新の結果まで
    二国研セミナー
    2023年11月15日（水） 東京理科大学 神楽坂キャンパス
  3. Shortcuts to adiabaticity and their digital implementation
    学術変革領域研究(A) 極限宇宙の物理法則を創る　セミナー
    2023年5月31日（水） オンライン
  4. Introduction to shortcuts to adiabaticity
    CREST project（研究代表者：早大・青木教授）セミナー
    2021年9月1日（水） オンライン
  5. 量子アニーリングの古典模型と古典スピン系における断熱時間発展の加速
    土屋研セミナー
    2020年1月16日（木） 中央大学 後楽園キャンパス
  6. A classical model of quantum annealing, shortcuts to adiabaticity for classical spin systems, and iterative inhomogeneous driving
    西森研セミナー
    2019年12月17日（火） 東京工業大学 すずかけ台キャンパス
  7. 量子アニーリングにおける断熱時間発展の加速
    羽田野研セミナー
    2018年5月23日（水） 東京大学 生産技術研究所
    URL: http://hatano-lab.iis.u-tokyo.ac.jp/seminar.html#4
  8. Shortcuts to adiabatic cat-state generation in bosonic Josephson junctions
    基研セミナー
    2018年5月14日（月） 京都大学 基礎物理学研究所
    URL: https://www.yukawa.kyoto-u.ac.jp/seminar/s52403
  9. Metastability in quantum physics
    MERIT自主キャンプ
    2016年8月4日（木）-6日（土） ホテル ヘリテイジ
    URL: http://www.ap.t.u-tokyo.ac.jp/merit/index.html
    Comment: poster
  10. 量子系における準安定状態とスピノーダル現象
    矢上統計物理学セミナー
    2016年5月6日（金） 慶應義塾大学 矢上キャンパス
    URL: https://sites.google.com/site/ygmneq/
  11. Quantum Stoner-Wohlfarth model
    第60回 物性若手夏の学校
    2015年7月27日（月）-31日（金） ぎふ長良川温泉ホテルパーク
    URL: https://cmpss.jp/
    Comment: poster
  12. Quantum Stoner-Wohlfarth phenomenon
    MERIT自主キャンプ
    2015年3月9日（月）-11日（水） 湯沢グランドホテル
    URL: http://www.ap.t.u-tokyo.ac.jp/merit/index.html
    Comment: poster
  13. Metastable states in quantum systems
    栗原研セミナー
    2014年11月22日（土） 早稲田大学 西早稲田キャンパス
    URL: http://www.kh.phys.waseda.ac.jp/
  14. Open quantum systems
    第59回 物性若手夏の学校
    2014年7月29日（火）-8月2日（土） 浜名湖ロイヤルホテル
    URL: https://cmpss.jp/
    Comment: group seminar
  15. Spontaneous two-triplon decays in dimerized Heisenberg antiferromagnets on the triangular lattice
    卒業研究発表会
    2014年2月6日（木） 早稲田大学 西早稲田キャンパス

Presentations by coauthors

  1. （ポスター講演）神宮裕汰（講演者）, 鳩村拓矢
    エネルギースペクトルの情報を用いない断熱時間発展の幾何学的スケジューリング
    第51回 量子情報技術研究会 (QIT51)
    2024年11月26日（火） - 28日（木） サンポートホール高松
  2. 神宮裕汰（講演者）, 鳩村拓矢
    断熱ショートカットの知見から得られる尤もな量子アニーリングスケジュール
    日本物理学会 第79回年次大会
    2024年9月16日（月）- 19日（木） 北海道大学

Career in NTT Corporation

Oct. 2023 -
NTT Research Center for Theoretical Quantum Information
PM: Dr. Seiichiro Tani (- Mar. 2024) -> Dr. Koji Azuma (Apr. 2024 -)

Apr. 2021 - Sep. 2023
NTT Research Center for Theoretical Quantum Physics
PM: Dr. William J. Munro (- Jun. 2023) -> Dr. Hiroki Takesue (Jul. 2023 -)

Dec. 2019 - Feb. 2020
Computing Theory Research Group, NTT Communication Science Laboratories
Supervisor: Dr. Go Kato

Apr. 2019 -
Theoretical Quantum Physics Research Group, NTT Basic Research Laboratories
GL: Dr. William J. Munro (- Jun. 2023) -> Dr. Koji Azuma (Jul. 2023 -)

Academic career

Apr. 2019 -
NTT Basic Research Laboratories, NTT Corporation

Apr. 2014 - Mar. 2019
Department of Physics, University of Tokyo
Doctor of Science (& Master of Science)
Graduate student @ Seiji Miyashita's group, Department of Physics, University of Tokyo

Apr. 2010 - Mar. 2014
Department of Applied Physics, Waseda University
Bachelor of Engineering
Undergraduate student @ Susumu Kurihara's group, Department of Physics, Waseda University

Apr. 2007 - Mar. 2010
Prefectural Chiba High School
Set my heart on becoming a physicist!

Fellowships

Apr. 2018 - Mar. 2019
Research fellowship for young scientists (DC2)
Japan Society for the Promotion of Science
Supervisor: Seiji Miyashita

Jan. 2018 - Mar. 2018
Student internship
Superconducting Quantum Circuit Research Group, NTT Basic Research Laboratories, NTT Corporation
Supervisor: Dr. Yuichiro Matsuzaki

Sep. 2014 - Mar. 2019
Program fellowship
Materials Education program for the future leaders in Research, Industry and Technology (MERIT), University of Tokyo
Program for Leading Graduate Schools by Japan Society for the Promotion of Science
Supervisor: Prof. Seigo Tarucha

Apr. 2014 - Mar. 2019
Research Assistant
Electronic Theory and Computation Group, The Elements Strategy Initiative Center for Magnetic Materials
Project by Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology
PI: Prof. Seiji Miyashita

Awards

業績賞
NTT物性科学基礎研究所 所長表彰
2024年 3月

IOP Trusted Reviewer status
IOP Publishing
Dec. 2023

奨励賞
NTT物性科学基礎研究所 所長表彰
2023年 3月

2019 MERIT Award
東京大学 統合物質科学リーダー養成プログラム
2019年 3月

学生優秀発表賞
日本物理学会 2018年 秋季大会
2018年 9月 9-12日

学生発表賞
第38回 量子情報技術研究会 (QIT38)
2018年 6月 4,5日

Other information

Journal submission links