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東京科学大学工学院のEl Mustapha Mansouri氏らは、複数のAIが研究を分担し、ダイヤモンド中の窒素空孔（NV）中心のスピン応答予測に必要な校正条件を導くシステムを、2026年10月29日にarXivで公開したプレプリントで報告した。著者らによると、導いた校正則は、測定手順を改めた実機実験で事前の判定基準を満たす支持を得た。
応答予測に必要な校正条件を導出
研究で導いたのは、パルス列に対するスピンの応答を予測するために、何種類の校正条件が必要かを示す関係だ。著者らは、最大L個のパルスからなる列について、線形独立なL²+1通りの校正条件が必要十分になると報告した。研究では、十分条件として示した上限から、必要十分な最小条件数へと理論を精密化した。
この結果には、パルスの長さ、振幅、形状を固定して位相を変え、各スピンの誤差が一つの系列内で持続するというモデル上の仮定がある。また、L²+1が表すのは校正条件の種類数であり、同じ条件で繰り返しデータを取る分も含めた総測定回数ではない。
システムでは、提案、研究代表者、計算、実験、進行管理、独立レビューの6種類の役割をAIに割り当てた。それぞれが別の文脈を持って文書を交換し、結果を次工程へ渡すだけでなく、却下や修正要求も行う。研究代表者役は約30時間で75件の提案を退けており、研究課題の選択にも試行錯誤があった。独立レビューもシステム内のAIが担当しており、外部の学術査読とは異なる。
対照測定の失敗を受け、手順を変更
実験では、最大3パルスに対応する10通りの校正条件を用い、校正に使わない4通りの3パルス列の応答を予測した。予測精度に加え、指定された補間法と区別できるかも調べた。校正用の条件と、予測を評価するための条件を分けた設計だ。
初回測定は予測精度の基準を満たしたものの、対照測定に失敗し、AIは結論を保留した。その後、判定基準を緩めずに測定順序などを変更した。著者らは、変更後の6時間の測定では、精度基準と対照測定の双方を満たしたと報告している。
ただし、最終測定の数値予測を固定したのは、データ取得後、対象データの平均値を計算する前だった。成果は、こうした手順とモデルの条件の下で得られた、著者らによる実験的支持の報告として位置付けられる。
人間は装置の組み立て、装置能力の説明、安全エージェントの設定と点検を担当した。その基盤の上で、AIが理論導出、計算検証、実機測定を分担した研究となっている。
参考・出典
- Collaborative AI agents for autonomous experimental research with solid-state quantum spins
- arXiv:2610.40589 Abstract and Submission History
- Research – 荒井研究室
- AI Agents Rejected an Inconclusive Quantum-Spin Run, Then Retested
- 東京科学大、AIエージェントだけで構成した実験チームがダイヤモンドの量子スピン応答を予測する法則を導出 実機で検証
- AIエージェントたちが「新たな理論」を導き出した？
- Collaborative AI agents for autonomous experimental research with solid-state quantum spins – Pith
