YNU-Repository (Yokohama National University)

大浦, 信夫

English

マイクロ・パネル・データを用いた現金需要関数の推定： 硬貨、紙幣、クレジット・カード、電子マネーの代替可能性及び新型コロナウイルス感染症や東日本大震災など危機的状況下においての現金需

東, 英和

Japanese

A Study of Idle Capacity Management in Diversified Retailors －Costing and Management Accounting for Effective Utilization of Resources－

橘, 雅哉

別紙様式第2号 
学位論文及び審査結果の要旨 
 
横浜国立大学 
 
氏 名 橘 雅哉 
学 位 の 種 類 博士 (工学) 
学 位 記 番 号 都市博乙第482号 
学 位 授 与 年 月 日  2023年3月23日  
学 位 授 与 の 根 拠  学位規則 (昭和28年4月1日文部省令第9号) 第4条第1項及
び横浜国立大学学位規則第5条第2項 
学府・専攻名 都市イノベーション学府 都市イノベーション専攻 
学 位 論 文 題 目 小規模温水２管式地域熱供給配管網の経済的最適化に関する研
究 
論 文 審 査 委 員 主査 横浜国立大学  教授 佐土原 聡 
  芝浦工業大学 教授 村上 公哉 
  横浜国立大学 教授 高見沢 実 
  横浜国立大学 教授 田中 稲子 
  横浜国立大学 准教授 吉田 聡 
  横浜国立大学 准教授 稲垣 景子 
     
論文及び審査結果の要旨 
 
本研究では, 木質バイオマス熱利用に見られるような小規模地域熱供給システムを構成する
地域配管について,その経済的建設に焦点を当て,建設・維持管理運営を含めた経済的最適化を
示す配管口径を求めるプログラム開発を行い、そのプログラム活用の効果を明らかにしてい
る。 
第１章では,研究の対象となる地域配管網に着目する理由を明確にし,熱供給インフラの社会
的意義,脱炭素に向けての有用性を示した。次に,熱供給インフラに配管網が欠かせない施設で
ある点と,我が国においては諸外国に比べ整備が立ち遅れている点について言及し、本論文全体
の構成と市場流通管の呼び径による土木工事費まで含めた経済的最適口径算定手法の意義を示
した。 
第２章では,配管網の種類とその構成要素を示し,経済的最適化を図るうえで決定的な要素と
なる配管径について言及した。そして,配管径の経済的最適化について,直管の線長当たりでの
最適化から,配管網での経済的最適化に至る道筋を明確にした。 
第 3章では, 収集した基礎データについて解析した結果を示し, 固定費に占める直接工事費
と間接工事費の割合,サービス管外径と配管材料費と配管接続費の関係を明らかにした。さら
に,土木工事数量の構成を表し,各埋設場所に応じた工事別の土木数量とサービス管外径の関係
式を示し,標準工事断面別の工事線長当たりの配管建設費を,配管種別,口径別に算出した。 
第 4章では, 単位配管線長あたりでの配管口径の経済的最適化計算についてモデル検討を行
い,年間の累積暖房負荷の大きい地域ほど口径が大きく算出される傾向を明らかにした。また, 
設計流量から経済的最適化口径を配管種別におおよそ予測できるグラフを示した。 
第５章では,口径経済的最適化を熱供給配管網に発展・適用したモデル検討結果を示し,本計
算理論の活用が従来の口径算出方法に比べ経済的な配管径を算出できることを明らかにした。 
本研究は今までの配管網計画における管径決定で顧みられていなかった点を考慮しており,従
来の管径算出理論から算出される口径で構成された熱供給配管網より,本研究によるものの経済
性が高いことを示した。今後,経済的に最適な熱供給配管網を構築する上で,本研究の手法の活
用が有効であると考える。 
以上のように本研究の成果は、今後我が国において設置の増加が見込まれる再生可能エネル
ギー利用の小規模熱供給システム建設の経済性向上に資する計画ツールとして有用であり, ま
た, 実務的な観点から設計・見積に必要な基礎データを提供しているので、博士（工学）の学
位請求論文として十分な価値を有すると認められる。なお、iThenticate によるチェックを行っ
たが論文剽窃等の問題は認められなかった。 
 
 
 
注 論文及び審査結果の要旨欄に不足が生じる場合には、同欄の様式に準じ裏面又は別紙によること。 
 
（試験の結果の要旨） 
 
令和 5年 2月 9日午後 5時より、建築学棟１階大会議室において、審査委員全員出席の下に、
橘雅哉氏の学位論文公聴会を開催した。公聴会は 60 分余りにわたり、学位論文についての口頭
発表および質疑応答が行われた。同日午後 6 時 10 分より同会議室において審査委員会を開催
し、慎重審議の結果、本論文の内容は、博士（工学）の学位論文として十分な内容を有してい
ることを審査委員全員一致で確認し、合格と判定した。 
また、学位論文を中心とした質疑応答の内容から、これに関連する分野の科目についての専
門的知見や能力などを確認し、博士（工学）の学位を得るにふさわしい学力を有すると判定し
た。 
 
外国語の能力に関しては、英文論文 
Hiroshi Okamoto, Yoshiro Yashiro, Masaya Tachibanaほか ：FIRE SAFETY DESIGN FOR SUPER 
HIGH-RISE BUILDING, PROCEEDINGS of ’98 SHANGHAI INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON FIRE 
PROTECTION OF HIGH-RISE BUILDING, pp.150-157, 1998  
を執筆・発表しており、また、博士論文の梗概（6p.）を英訳したものを、審査委員会において
確認し、英語能力に関する学力が十分であることを認めた。 
 
学位取得に必要な対外発表査読論文は 2編以上となっているが、本論文の内容の一部を、査読
付き論文 
1) 橘雅哉，佐土原聡，吉田聡：地域熱供給配管網の経済的建設に関する研究(第１報) 直接埋   
設２管式既断熱温水配管における線長あたりの配管径経済的最適化，空気調和・衛生工学 
会論文集，Vol.46，No.297，pp.11-20，2021 
2) 橘雅哉，佐土原聡，吉田聡：地域熱供給配管網の経済的建設に関する研究(第 2 報) 直接埋 
設２管式既断熱温水配管における配管網の経済的最適化，空気調和・衛生工学会論文集， 
Vol.47，No.305，pp.33-43，2022 
として発表しており、その条件を満たしている。 
 
以上により、橘雅哉氏の最終試験は合格であると判定した。 


Study on economic optimization of hot water two-pipe local heating network

玉田, 克巳

たまだ, かつみ

別紙様式第２号 
学位論文及び審査結果の要旨 
 
横浜国立大学   
 
 
氏 名   玉田 克巳 
学 位 の 種 類   博士（環境学） 
学 位 記 番 号   博乙第４８５号  
学 位 授 与 年 月 日    令和５年１２月３１日   
学 位 授 与 の 根 拠    学位規則（昭和 28年 4月 1日文部省令第 9号）第４条第１項及び 
              横浜国立大学学位規則第５条第２項 
学 府 ・専 攻 名  環境情報学府 自然環境専攻 
学 位 論 文 題 目    ラインセンサス法による北海道の草原性鳥類の減少実態と農村内の
環境利用に関する研究 
論 文 審 査 委 員    主査   横浜国立大学 教授 小池文人 
                          横浜国立大学  教授 佐々木雄大 
                            横浜国立大学 教授 酒井曉子 
                            横浜国立大学 教授 及川敬貴 
                            横浜国立大学 名誉教授 松田裕之 
 
論文及び審査結果の要旨 
 
  玉田克巳氏は北海道立総合研究機構に勤務しながら，北海道の野生鳥類のラインセンサス法
による野外調査を実直に続けてきた．森林が卓越する本州と異なり，北海道の原生自然には高木
がない原野（湿地，ササ地，灌木地など）も多く，ここを生息地とする草原性の鳥類が多い．こ
のような原野は近代に開拓されて減少すると共に耕地が拡大し， 近では冷害耐性品種のイネの
普及や気候温暖化などもあって水田が増加している．また北海道は本州と比較して夏鳥（渡来し
て繁殖する）の比率が大きいことが知られている．日本では 1970年代以降，渡来して繁殖する
夏鳥が減少してきているとの観察結果があったが，北海道全体を網羅した草原性夏鳥の減少につ
いての網羅的・定量的な検討は行われてこなかった．また，湛水した水田が，原野の湿地と同等
に草原性鳥類の代替生息地となるのかについての知見がなかった． 
本博士論文は，このような問題意識のもとで行われた３編の学術論文を基礎として構成されて
いる．研究の背景と目的を述べた第 1章に続き，第 2章(Tamada 2010 を中心とした内容)では
繁殖のために渡来する草原性夏鳥のラインセンサス法による調査時期について検討している．渡
来直後には雄のさえずりが頻繁で記録されやすいが，抱卵期は発見されにくくなり，巣立後の雛
が家族で行動する家族期には発見個体数が増える可能性がある．同一地点で時期を変えながら多
数回調査し，多項式モデルの選択により渡来直後に見られるピークに加えて，遅れた別のピーク
（巣立雛の可能性がある）を持つ種があることを示した．種によりピーク時期にはずれがあり，
多数回の調査結果の再サンプリングによる検討では，草原性野生鳥類相（種数）の増減を調べる
ための年 2 回のモニタリング調査では 6 月に 2 回か，5 月と 6 月に 1 回ずつ調査するのが望ま
しく，さらに資源を投入できるモニタリングでは 5月・6月を中心とした調査に 7月を組み合わ
せることが望ましいとの結果が得られた． 
 第３章（Tamada et al 2014を中心とした内容）では，1970年代から 1980年代に北海道全域
の原野で行われた過去のラインセンサス法の結果と，比較のため同一地点で 2002年と 2003年
に行った同様のラインセンサス法の結果とを比較し，10 種の草原性鳥類の中でシマアオジが特
に顕著に減少していることを示した． 
 第４章（Tamada 2020を中心とした内容）では，石狩平野の水田が卓越する地域で行った調
査により，水田の湛水期には草原性鳥類の利用がほとんど見られず，原野を利用する草原性鳥類
の代替生息地として機能しないことを明らかにした．農村景観の中ではチシマザサやヨシ，クサ
ヨシなどが優占する二次草地で多様な草原性鳥類の利用が確認され，このような二次草地の重要
性が明らかになった．第５章は総合考察であり，研究の波及効果や今後の展開が議論された． 
 玉田克巳氏による実直な野外調査をもとにした研究により，季節性が顕著な草原性夏鳥の増減
や環境利用特性の検出が可能になり，シマアオジの日本（種の保存法など）や国際的（IUCNレ
ッドリスト，中国の一級保護動物）な保全策につながるとともに，環境に配慮した北海道の農村
整備のガイドラインに結果が盛り込まれ，他の研究者によって発展中の鳥類種の個体数の長期的
な時代変化を定量推定する研究の基礎となった．審査委員全員により博士（環境学）の学位に値
すると判断された． 
注 論文及び審査結果の要旨欄に不足が生じる場合には、同欄の様式に準じ裏面又は別紙によること。 


Studies on the decline of grassland birds and habitat use in rural area by line transect census in Hokkaido

阿久津, 圭史

アクツ, ケイジ

Toward sustainable conservation of biodiversity on private land: A comparative study on institutional design of conservation agreements with landowners

内田, 絢斗

ウチダ, ケント

別紙様式第２号 
学位論文及び審査結果の要旨 
 
横浜国立大学   
 
 
氏 名   内田 絢斗 
学 位 の 種 類   博士（情報学） 
学 位 記 番 号   環情博甲第５３９号  
学 位 授 与 年 月 日    令和５年３月２３日   
学 位 授 与 の 根 拠    学位規則（昭和 28年 4月 1日文部省令第 9号）第４条第１項及び 
              横浜国立大学学位規則第５条第 1項 
学 府 ・専 攻 名  環境情報学府 情報環境専攻 
学 位 論 文 題 目    A Study on Convergence Analysis and Performance Improvement of 
Continuous Black-Box Optimization Using Gaussian Distribution 
（ガウス分布を用いた Black-Box連続最適化法の収束解析と性能改
善に関する研究） 
論 文 審 査 委 員    主査   横浜国立大学 准教授 白川 真一 
                          横浜国立大学  教授  長尾 智晴 
                            横浜国立大学 教授  森 辰則 
                           横浜国立大学 教授  四方 順司 
                           横浜国立大学 准教授 中田 雅也 
 
論文及び審査結果の要旨 
ブラックボックス連続最適化法は、目的関数の微分可能性や凸性を仮定しない最適化法で
あり、目的関数の評価に数値シミュレーションを必要とする最適化問題など、幅広い問題ク
ラスに利用できる実用性の高い方法である。ブラックボックス連続最適化法には様々な方法
が存在するが、その中でも進化戦略（Evolution Strategies; ES）と呼ばれる方法は高い最適
化性能を実現している。進化戦略では、ガウス分布を探索分布とし、その確率分布パラメー
タを評価値に基づいて更新していくことでブラックボックス関数の最適化を実現する。特
に、Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy (CMA-ES)と呼ばれる進化戦略の手
法は、多変量ガウス分布のパラメータである平均ベクトル、大域標準偏差、分散共分散行列
を、いくつかのメカニズムに基づき更新していく方法であり、state-of-the-artなブラックボ
ックス連続最適化手法として知られている。進化戦略の性能は事前に設定するサンプルサイ
ズや学習率といったハイパーパラメータに依存し、効率的な最適化を実現するためにはこれ
らの適切な設定が必要となる。また、進化戦略の適切な利用やさらなる性能向上には，アル
ゴリズムの理論的な解析や理解が欠かせない。 
本研究では、進化戦略のハイパーパラメータ設定が性能に与える影響を理論的に解析する
とともに、既存の推奨設定が適切に機能しない問題クラスにおいてハイパーパラメータを適
応的に設定する機構を開発している。これにより、既存の理論解析では明らかになっていな
かった進化戦略の挙動や収束条件を明らかにし、特定の問題クラスにおける CMA-ES の性
能向上を実現している。 
本博士論文は、全 6章から構成されている。第 1章「Introduction」では本研究の背景や
目的、構成を述べ、第２章「Related Works」では進化戦略のアルゴリズムや既存の理論解
析で得られている結果を説明し本研究の位置付けを明らかにしている。 
第 3 章「Analysis of Information Geometric Optimization with Isotropic Gaussian 
Distribution」では、CMA-ESの平均ベクトルと分散共分散行列の更新則に利用される自然
勾配法による更新に着目し、探索分布が等方性ガウス分布の場合の凸二次関数での収束条件
などを導出している。ここでは、より現実のアルゴリズムに近い有限のサンプル数での挙動
解析を実現し、既存の無限サンプルを仮定した解析では説明できなかった進化戦略の挙動の
説明に成功している。 
第 4章「Linear Convergence of (1+λ)-Evolution Strategies with Step-Size Adaptation 
Mechanisms」では、CMA-ES を含む進化戦略において大域標準偏差の更新に利用される
Step-Size Adaptation (SSA)の収束解析を行っている。具体的には、(1+λ)-ES において、
Two Point Step-Size AdaptationとMedian Success Ruleという内部状態をもつ SSAを対
象に、Sphere関数における収束条件を導出している。 
第 5 章「 Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy for Low Effective 
Dimensionality」では、評価値に影響を与えない設計変数が目的関数の内部に存在する場合
の CMA-ESの改良法を提案している。既存の CMA-ESの推奨ハイパーパラメータは、設計
変数の次元数に依存した値が用いられるため、評価値に影響のない設計変数が加わった場合
に性能劣化するという問題がある。この問題に対処すべく、CMA-ESの確率分布更新に用い
られる自然勾配方向の Signal-to-Noise Ratio（SNR）を利用して有効次元数を探索中に推定
する方法を開発し、これを利用したハイパーパラメータの適応的設定と大域標準偏差の更新
法の改良を提案、評価している。 
第 6章「Conclusion of This Study」では、本研究の成果を総括するとともに今後の研究
の展望について述べている。 
本研究の理論解析の成果は、進化戦略の動作やハイパーパラメータ設定に保証を与えるこ
とや、将来のアルゴリズム開発に洞察を与えることが期待される。また、第 5章の CMA-ES
の改良法は、既存の CMA-ES の問題点を改善する方法であり実用上の価値がある。これら
の研究成果は、進化戦略の信頼性や性能の向上に寄与するものである。本研究に関する成果
は、査読付き論文 1編、査読付き国際会議論文 3編などを通して公表されており、当該分野
において高く評価されている． 
以上から、本論文は博士（情報学）の学位論文として充分な価値を有すると審査員全員一
致して認め、令和 5年 1月 18日（水）、環境情報１号棟 515会議室において、15時 00分か
ら 16時 30分まで博士論文公聴会を開催した。博士論文公聴会では幅広い観点から充実した
質疑応答がなされた。その後、同日 16 時 30 分から同室において、審査委員全員出席のも
と、内田絢斗氏の学力の確認を行なった。 
まず、同氏より博士論文「A Study on Convergence Analysis and Performance 
Improvement of Continuous Black-Box Optimization Using Gaussian Distribution（ガウ
ス分布を用いた Black-Box 連続最適化法の収束解析と性能改善に関する研究）」の概要と、
博士論文に関連する学術論文の公表状況、大学院講義の単位取得状況などについて説明があ
った。 
これに引き続き質疑応答を行った。審査員からは博士論文に関する質問、一般専門知識に
関する質問などがあり、学力及び博士号取得資格の確認を行なった。発表論文については、
博士論文に関する研究成果が、査読付き論文 4編（英文雑誌論文 1編、国際会議論文 3編）
として採録・公表されていることから、博士号取得の資格を満たしていることを確認した。
外国語については、公表論文が英語で書かれていること、本人が複数の国際会議において英
語で口頭発表をしていることから十分な学力を有すると判定した。また、課程博士修了に必
要な単位を取得見込みであることを確認した。 
以上により、同氏は最終試験に合格であると、審査委員全員一致で判定した。 
以上の論文審査委員会の結論に基づき、令和 5 年 2 月 9 日（木）に開催された環境情報
学府 情報環境専攻会議にて審議し、全員一致で本論文を博士（情報学）の学位論文としての
価値があるものとして環境情報学府教授会に付議することを決定した。その後、環境情報学
府学務委員会での確認を経て、令和 5年 3月 6日（月）に開催された環境情報学府教授会に
おいて審議を行い、無記名投票により、内田絢斗氏に博士（情報学）の学位を授与すること
を決定した。 
 
注 論文及び審査結果の要旨欄に不足が生じる場合には、同欄の様式に準じ裏面又は別紙によること。 


ガウス分布を用いた Black-Box 連続最適化法の収束解析と性能改善に関する研究

NYAMJARGAL, OCHIRKHUYAG

別紙様式第２号           横浜国立大学 
学位論文及び審査結果の要旨 
氏 名  NYAMJARGAL OCHIRKHUYAG 
学 位 の 種 類  博士(工学) 
学 位 記 番 号  理工博甲第６５号 
学位授与年月日  令和５年３月２３日 
学位授与の根拠 学位規則（昭和28年4月1日文部省令第9号）第４条第１項及び横浜国
立大学学位規則第５条第１項 
学 府 ・ 専 攻 名  理工学府・機械・材料・海洋系工学専攻 
学 位 論 文 題 目 Study on stretchable power supply systems using liquid metal 
論 文 審 査 委 員 主査 横浜国立大学 准教授 太田 裕貴 
  横浜国立大学 教授 丸尾 昭二 
  横浜国立大学 准教授 上野 和英 
  横浜国立大学 教授 荒木 拓人 
  横浜国立大学 教授 佐藤 恭一 
     
論文及び審査結果の要旨 
・論文の要旨 
液体金属は、高い導電性と室温で液体状態である。そのためデバイス変形に対してロバス
ト性があり、伸縮可能なデバイスのセンシング素子等の電子アプリケーションに広く利用
が検討されている。ストレッチャブルな電子機器の出現に伴い、それを実現するための電力
蓄積・供給の機構に関してもストレッチャビリティが求められています。そこで本研究では、
電力蓄積としてバッテリを、電力供給として非接触給電機構を液体金属で実現する。本研究
では、まず、高変形電池の伸縮性を確保し、機械的変形に対して確実に動作させるために、
液体金属を用いた伸縮性電池用パッケージフィルムを開発した。次に、開発した伸縮包装フ
ィルムで高変形性電池を組み立て、伸縮可能な電子機器への応用を目指す。最後に、液体金
属を配線として用い、高変形電池と組み合わせた伸縮自在の電力供給システムを作製した。 
本論文は 5 つの章からなり、その概要は以下の通りである。 
別紙様式第２号           横浜国立大学 
第 1 章は、研究の背景、論文の構成と目的を説明する総論である。 第 2 章では，変形可
能な電池のための高いバリア機能を有するストレッチャブルパッケージングフィルムにつ
いて説明する。本フィルムは，熱可塑性ポリウレタンに薄い液体金属層を封入し，レイヤー・
バイ・レイヤー法で作製したものである。延伸しても高いガス不透過性と極めて低い透湿性
を実現する。液体金属層の厚さは約 13μm で、ガスや水分の透過を防ぐのに十分な厚さで
ある。 第 3 章では，この伸縮包装フィルムで包装した高変形性リチウムイオン二次電池に
ついて説明する。この高変形性電池は，曲げ，ねじり，伸ばしの機械的変形に対しても，常
温常圧で優れた性能を発揮する。この高変形性リチウムイオン電池は，14 時間以上環境下
で電位を維持し，伸縮性包装フィルムの性能を示す。 第 4 章では、高変形性電池と一体化
するための伸縮型ワイヤレスバッテリー充電システムを紹介する。受信コイルと接続部に
は液体金属-ニッケルペーストを使用した。本装置は、水平・垂直方向に 10％程度のひずみ
で良好な動作を示す。 第 5 章では、第 2 章から第 4 章を総括し、各章のさらなる改良点に
ついて述べている。 
・審査報告の要旨 
令和 5 年 1 月 26 日（木） 10 時から 12 時まで、オンラインにて、審査委員全員出席の
もとに学位論文発表会を開催した。さらに、同日 12 時～12 時半において審査委員会を開催
した。提出予定論文の内容、論文を構成する査読付き投稿論文の内容、および、履修状況に
ついて審査を行った。学位論文の審査における質疑応答により、博士論文に関連する分野の
科目について博士（工学）の学位を得るにふさわしい学力を有すると判定した。外国語の学
力については、提出予定論文、査読付き論文、博士論文を英語で執筆し、学部は英国の大学
を卒業し、国際学会での口頭発表と質疑を英語で行なっていることから、外国語の学力を有
していることを確認した。提出予定の学位論文については著作権保護への配慮が十分であ
ることを確認し、修了に必要な単位が取得済みであることも確認した。以上より、審査委員
全員一致して，最終試験は合格であると判定した。 
 
 
 
 


液体金属を用いたストレッチャブル電源機構に関する研究

山栄, 大樹

ヤマエ, タイキ

別紙様式第２号           横浜国立大学 
学位論文及び審査結果の要旨 
氏 名  山栄 大樹 
学 位 の 種 類  博士(工学) 
学 位 記 番 号  理工博甲第７６号 
学位授与年月日  令和５年３月２３日 
学位授与の根拠 学位規則（昭和28年4月1日文部省令第9号）第４条第１項及び横浜国
立大学学位規則第５条第１項 
学 府 ・ 専 攻 名  理工学府・数物・電子情報系理工学専攻 
学 位 論 文 題 目 断熱量子磁束パラメトロンを用いた可逆計算システムの研究 
論 文 審 査 委 員 主査 横浜国立大学 教授 吉川 信行 
  横浜国立大学 教授 竹村 泰司 
  横浜国立大学 教授 荒川 太郎 
  横浜国立大学 教授 関口 康爾 
  横浜国立大学 准教授 大矢 剛嗣 
  横浜国立大学 准教授 山梨 裕希 
論文及び審査結果の要旨 
可逆計算は熱力学的に可逆な過程で計算を行い、準静的過程で散逸なく計算を行うこと
ができる。可逆計算を回路に応用することで、従来よりも低電力な計算システムの実現が期
待できる。これまで超伝導回路である断熱量子磁束パラメトロン (AQFP) を用いて可逆計
算が可能な論理ゲートである Reversible QFP (RQFP) が提案され、その動作実証が行われた。
本研究は、RQFP を用いた可逆計算システムの実現にむけて、可逆マイクロプロセッサの設
計とその低電力性を示し、高性能化を行うことが目的である。 
 RQFP を用いた可逆回路の低電力性を示すために、可逆回路が情報処理を行う際に必要な
消費エネルギーを数値計算によって検討した。RQFP を用いた可逆フリップフロップの消費
エネルギーを計算した結果、組み合わせ回路及び順序回路は、準静的過程において消費エネ
ルギーを伴わずに論理演算を行うことが可能であることを示した。また、可逆性を保証する
ために必要なゴミ情報を消去するときにエネルギーを消費することを示した。 
 RQFP を用いた可逆マイクロプロセッサの実現のために、構成回路である算術論理演算器、
レジスタファイル、命令デコーダを設計した。設計した可逆回路は、従来の AQFP を用いて
別紙様式第２号           横浜国立大学 
設計した回路と比較して低電力であることを示した。低速測定において、設計した可逆回路
の正常動作を確認した。各構成回路を組み合わせた可逆 4 ビットマイクロプロセッサを設
計し、その消費エネルギーが冷却コストを見込んでも従来の半導体集積回路に対して約 2 桁
優位性があることを示した。 
 本研究により、RQFP を用いた可逆計算システムの低電力性を示し、その実現と性能向上
が可能であることを示した。 
これらの研究成果は、超伝導ディジタルエレクトロニクス技術、特に超低消費エネルギ
ー回路の実現に対して極めて意義のあるものと高く評価される。よって、本論文は数物・
電子情報系理工学専攻の博士（工学）の学位論文として十分な内容を有すると認める。 
 
 
 
 
 
 
 
 


Study on reversible computing systems using adiabatic quantum-flux-parametron

沈, 泓翔

別紙様式第２号           横浜国立大学 
学位論文及び審査結果の要旨 
氏 名  沈 泓翔 
学 位 の 種 類  博士(工学) 
学 位 記 番 号  理工博甲第７８号 
学位授与年月日  令和５年３月２３日 
学位授与の根拠 学位規則（昭和28年4月1日文部省令第9号）第４条第１項及び横浜国
立大学学位規則第５条第１項 
学 府 ・ 専 攻 名  理工学府・数物・電子情報系理工学専攻 
学 位 論 文 題 目 Research on qubit control and readout systems using 
superconductor and cryo-CMOS circuits 
 
論 文 審 査 委 員 主査 横浜国立大学 教授 吉川 信行 
  横浜国立大学 教授 竹村 泰司 
  横浜国立大学 教授 荒川 太郎 
  横浜国立大学 教授 関口 康爾 
  横浜国立大学 准教授 大矢 剛嗣 
  横浜国立大学 准教授 山梨 裕希 
論文及び審査結果の要旨 
超伝導量子コンピュータは演算の並列化により計算速度を飛躍的に高速化する技術とし
て近年、注目が集まっている。しかしながら、超伝導量子コンピュータは 20mK 程度の極
低温で動作し、個々の量子ビットの操作と観測のために少なくとも 1 本以上のマイクロ波
ケーブルを必要とする。そのため、量子ビット数の増加に対して、制御・読出用ケーブルの
数が膨大となり、このことが大規模量子コンピュータの実現を制限する課題となっていた。 
本研究では、超伝導回路や低温 CMOS 回路などの極低温回路を用いた量子ビット制御・
読出しシステムの研究を行った。ケーブル数の削減のために、極低温内でフィードバック回
路を構築することを目指した。 フィードバック回路の実現のために、単一磁束量子(SFQ)
回路、断熱量子磁束パラメトロン(AQFP)回路、および極低温 CMOS 回路を用いた。提案
システムにおいて、量子ビット制御のために 出力振幅が可変できる SFQ マイクロ波発生
器を提案し、その動作実証を行った。更にマイクロ波出力の増大のための回路を提案し、熱
雑音に対する SNR の向上を図った。一方、SFQ マイクロ波発生器の制御のために AQFP
カウンタとCMOS ディジタルアナログコンバータを提案、試作し、その動作実証を行った。
別紙様式第２号           横浜国立大学 
以上により、超伝導量子ビットと近い極低温環境において、量子ビットを制御するシステム
を提案し、その回路コンポーネントの動作を実証することに成功した。 
これらの研究成果は、超伝導量子コンピュータ技術、特に超伝導量子コンピュータと室
温エレクトロニクスとのインターフェイスの実現に対して極めて意義のあるものと高く評
価される。よって、本論文は数物・電子情報系理工学専攻の博士（工学）の学位論文とし
て十分な内容を有すると認める。 
 
 
 
 
 
 
 
 


超伝導回路と低温 CMOS を用いた量子ビット制御・読出し回路の研究

MUHAMMAD, TALHA GHAFOOR

別紙様式第2号 
学位論文及び審査結果の要旨 
 
横浜国立大学 
 
氏 名 MUHAMMAD TALHA GHAFOOR 
学 位 の 種 類 博士 (工学) 
学 位 記 番 号 都市博甲第2407号 
学 位 授 与 年 月 日  2023年3月23日  
学 位 授 与 の 根 拠  学位規則 (昭和28年4月1日文部省令第9号) 第4条第1項及
び横浜国立大学学位規則第5条第1項 
学府・専攻名 都市イノベーション学府 都市イノベーション専攻 
学 位 論 文 題 目 Mix design process for self-compacting geopolymer concrete 
with consideration of fresh and hardened mechanical 
properties 
論 文 審 査 委 員 主査 横浜国立大学  准教授 藤山 知加子 
  横浜国立大学 教授 前川 宏一 
  横浜国立大学 教授 細田 暁 
  高知工科大学 教授 大内 雅博 
  スラバヤ工科大学 准教授 J. J. Ekaputri 
     
論文及び審査結果の要旨 
 
本論文は，自己充填型ジオポリマーモルタル（SCGM）および自己充填型ジオポリマーコンク
リート（SCGC）のフレッシュおよび硬化後の力学的特性に基づいて，一連の試験を実施して流
動機構を明らかにするとともに，機構に基づく配合設計法（または手順）の提案を行ったもの
である． 
 第 1 章・序論，第 2 章・既往の研究レビュー，第 3 章・実験手法の説明に続き，第 4 章では
ジオポリマーモルタルの流動性に着目した実験結果と分析の成果を示している．自己充填型ジ
オポマーモルタル（SCGM）の相対フロー面積比（Gm）と相対ロート流下速度比（Rm）の関係
は，従来のセメントを用いた自己充填型モルタル（SCM）と異なること，それは，従来の SCM は
粉体量および粉体と細骨材量のバランスによって適正な粘性を得ているのに対し，本研究の対
象である SCGMの粘性が主としてアルカリ溶液の粘性に起因することを示した． 
第 5章では，硬化後のジオポリマーモルタルの力学特性をまとめた．養生時の温度，アルカリ
溶液の濃度，養生前の静置時間が強度に及ぼす影響を明らかにするとともに，7 日間圧縮強度は
FA/Sが 0.5で最大 25MPa，FA/Sが 1.0で最大 38MPaを達成する配合，およびその配合設計手順を
提案した．  
第 6章では，粗骨材を含むジオポリマーコンクリートの流動性を検討した．自己充填ジオポリ
マーコンクリート（SCGC）は粘性が高いため，フレッシュな状態では物理的な材料分離は認め
られなかったが，NaOH モル濃度と FA/S，Vw/Vp，Sp/P を適切に選定することで，流動変形性，
流動速度について，日本，欧州，米国などの基準を十分に満たすコンクリートを配合可能であ
ることを示した． 
第 7 章では，ジオポリマーコンクリートの硬化後の力学特性を検討した．NaOH モル数 16M の
珪砂を用いた SCGCを 80℃で 48時間養生した場合，最大圧縮強度 37MPaを達成したが，硬化過程
で比較的比重の小さい珪砂の浮上や縮重合反応に伴うシリカ分の溶解により，硬化後に材料分
離が認められた．珪砂を天然砂に置き換えると，最大圧縮強度は 27MPaに低下したが，材料分離
は制御することが可能となった．これらの成果に基づき，自己充填ジオポリマーコンクリート
の配合設計でキーとなるパラメータを特定し，流動性と硬化後の力学特性に優れたコンクリー
トを得るための適切な値の範囲を提案することができた．続く第 8章では，これらの知見をまと
め，また今後の展望を示し，結論とした． 
iThenticate における論文剽窃チェックでは論文の 33％がデータベースに重複するが、うち
27％は自らが発表した論文との類似であり，その他は一般的な文章表現の重複であったため，
剽窃は無いものと判断された． 
以上より，本論文はジオポリマーコンクリートの流動機構の解明に学術的価値があり，かつ
配合設計法の提案は実用性と今後の発展性を有するものと判断され，学位論文として合格と認
められた． 
注 論文及び審査結果の要旨欄に不足が生じる場合には、同欄の様式に準じ裏面又は別紙によること。 
 
（試験の結果の要旨） 
 
2023 年 1 月 19 日 17:00～18:00 に公聴会を対面形式で開催し，引き続き同 18:00～に審査委員
会による口頭試問，18:30～に審査委員会を開催した． 
 
その結果，自己充填型ジオポリマーモルタル（SCGM）および自己充填型ジオポリマーコンクリ
ート（SCGC）のフレッシュおよび硬化後の力学的特性に基づいて，一連の試験を実施して流動
機構を明らかにするとともに，機構に基づく配合設計の提案を行った本研究は，博士学位論文
として十分な学術的意義を有すると認め，コンクリート構造に関して博士（工学）の学位を与
えるにふさわしい学力を有していると判定した．修了に必要な単位は取得済である。 
 
英語の学力においては，筆頭著者として既に公表した英文論文と国際会議における講演発表の
実績より，十分な能力を有していると判定した． 
 
学位取得に必要な対外発表論文は以下の通りである． 
 
1. Ghafoor, M T Fujiyama, C Maekawa, K 2021 Mix design processing for self compacting    
geopolymer mortar Journal of Advanced Concrete Technology 19 11 1133 1147  
2. Ghafoor, M T Fujiyama, C Maekawa, K 2022 Hardened Mechanical Properties of Self  
Compacting Geopolymer Mortar Journal of Advanced Concrete Technology 20 4 287 299 
3. Ghafoor, M T Fujiyama, C Maekawa, K 2022 Flow retention property and setting time  
of self compacting geopolymer mortar Proceedings for the 6 th fib international  
congress 2022 ,,(ISSN 2617 4820 ) 
4. Ghafoor, M T Fujiyama, C 2022 Performance of Superplasticizers in Alkaline  
Environment of Self Compacting Geopolymer Mortar Journal of Advanced Concrete 
Technology 20 11 676 690 
5. Ghafoor, M T Fujiyama, C Constitutive model for self compacting geopolymer mortar  
based on the fly ash content (Currently in progress) 
 
以上より，最終試験は合格であると認められた． 
 
 


Yokohama National University

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