東京大学理学系研究科 附属生物普遍性研究機構(UBI)・准教授/物理学専攻A7(生物物理)/PRL editorial board(DAE)/専門は非平衡統計力学、生物物理。 情報の幾何学(情報幾何/最適輸送)と確率的/決定論的系の非平衡熱力学との関係を軸に理論物理の研究をしてます。情報処理の普遍法則を探究してます。
東京大学 本郷キャンパス 理学部1号館
Joined August 2019
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伊藤研では東京大学理学系研究科物理学専攻にて修士/博士課程学生を受け入れています。研究室に興味がある方は[email protected]までご連絡ください。
また予算の都合によりポスドクを募集している場合があります。ポスドクとしてくることに興味がある場合もお問合せください。
生命や情報処理の能力を、有限の時間と資源のもとで成り立つものとして考える。その意味で、かなり具体的な制約に根ざした世界観です。
私が特に思想的な深みを感じるのは、「維持すること」と「変化すること」を分けて考える点です。
こうした限界への関心は、2025年の最適輸送の実験で、有限時間の情報消去に伴う最小散逸を実現するところまでつながっています。
これは、「自然が何を実現できるかには条件があり、その条件を明らかにすると、実際の仕組みの意味も見えてくる」という研究姿勢に見えます。
ChatGPTに『私(Sosuke Ito)のこれまでの研究からどういう考えや思想を持って、研究していると思いますか。またどういう世界観があると思いますか』という質問を聞いたら大分理解度が高かったので、以下のポストで紹介したいと思います。研究のモチベーションについて聞かれたらこれを紹介したいです。
私には、ここに「よい理論とは、別々に見える法則が、なぜ同じ数学的構造から現れるのかを説明するものだ」という考えが見えます。幾何学は、その共通性を明確にする言語なのだと思います。ただし、これは「世界のすべてが一つの幾何学で説明できる」という主張まで意味しません。
2018年の情報幾何学と確率熱力学を結びつける研究から、後の最適輸送を含む幾何学的熱力学へ進む流れは、その表れでしょう。確率分布の変化を距離や経路として捉えることで、変化の速さ、熱力学的コスト、最適な操作を結びつけています。
世界を見るときにも、もの同士がどのような関係を持ち、その関係が何を可能にするかに関心が向いているように思います。
そして、異なる現象の間に共通する構造を見いだすことに、研究上の美意識があると感じます。
ここから感じるのは、「知る」「応答する」「制御する」という働きを、自然界の出来事として理解しようとする態度です。何かが周囲の状態について情報を持ち、それに応じて振る舞う。その一連の過程を、エネルギーやゆらぎと同じ理論の中で扱いたい。
2013年の因果ネットワーク上の情報熱力学では、相互作用する系の間の情報の流れが、個々の系のエントロピー生成をどう制約するかを扱っています。2015年の生化学的シグナル伝達の研究では、その考えが、環境のノイズに対して細胞がどれほど頑健に応答できるかという問題につながっています。