Updated on 2025/04/05

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TOGAWA, Nozomu
 
Affiliation
Faculty of Science and Engineering, School of Fundamental Science and Engineering
Job title
Professor
Degree
Dr. Eng. ( Waseda University )
Profile

1992年早稲田大学理工学部卒業。1997年同大学院理工学研究科博士後期課程修了。同年博士(工学)。早稲田大学助手・講師、北九州市立大学助教授等を経て、2009年より早稲田大学理工学術院教授(現在に至る)。集積システム設計、量子計算、セキュリティ等が専門。

Research Experience

  • 2024.09
    -
    Now

    Waseda University   Faculty of Science and Engineering   Senior Dean

  • 2009.04
    -
    Now

    Waseda University   Faculty of Science and Engineering

  • 2018.09
    -
    2024.09

    Waseda University

  • 2005.04
    -
    2009.03

    Waseda University   Faculty of Science and Engineering

  • 2001.04
    -
    2005.03

    The University of Kitakyushu   Faculty of Environmental Engineering

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Education Background

  • 1994.04
    -
    1997.03

    Waseda University   Graduate School of Science and Engineering   Electrical Engieering  

  • 1992.04
    -
    1994.03

    Waseda University   Graduate School of Science and Engineering  

  • 1988.04
    -
    1992.03

    Waseda University   School of Science and Engineering  

Committee Memberships

  • 2020.06
    -
    Now

    電子情報通信学会VLSI設計技術研究専門委員会  委員

  • 2018.04
    -
    Now

    内閣サイバーセキュリティセンター(NISC)  研究開発戦略専門調査会委員

  • 2017.01
    -
    Now

    総務省サイバーセキュリティタスクフォース  構成員

  • 2022.01
    -
    2023.12

    IEEE Circuits and Systems Society, Japan Joint Chapter  Chair

  • 2020.06
    -
    2022.06

    電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ  特別委員

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Professional Memberships

  •  
     
     

    ACM

  •  
     
     

    IEEE

  •  
     
     

    情報処理学会

  •  
     
     

    電子情報通信学会

Research Areas

  • Computer system / Information security

Research Interests

  • integrated system design

  • quantum computation

  • information security

Awards

  • Best Paper Award

    2024.09   11th International Conference on Internet of Things: Systems, Management and Security, IOTSMS 2024   Initial Seeds Generation Using LLM for IoT Device Fuzzing

    Winner: Hibiki Nakanishi, Kota Hisafuru, Kento Hasegawa, Seira Hidano, Kazuhide Fukushima, Kazuo Hashimoto, Nozomu Togawa

  • テレコムシステム技術奨励賞

    2024.03   電気通信普及財団  

    Winner: 長谷川健人、山下一樹、披田野清良、福島和英、橋本和夫、戸川望

  • SCOPE成果展開推進賞

    2022.12   総務省  

    Winner: 戸川望

  • 科学技術分野の文部科学大臣表彰・科学技術賞(研究部門)

    2018.04   文部科学省   集積回路の革新的設計技術とそのセキュリティ応用研究

    Winner: 戸川望

  • Best Paper Award

    2017.09   IEEE ICCE-Berlin   A robust scan-based side-channel attack method against HMAC-SHA-256 circuits

    Winner: Daisuke Oku, Masao Yanagisawa, Nozomu Togawa

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Papers

  • Node-Wise Hardware Trojan Detection Based on Graph Learning

    Kento Hasegawa, Kazuki Yamashita, Seira Hidano, Kazuhide Fukushima, Kazuo Hashimoto, Nozomu Togawa

    IEEE Transactions on Computers    2025.03  [Refereed]

    Authorship:Last author

    DOI

    Scopus

    5
    Citation
    (Scopus)
  • Linearizing Binary Optimization Problems Using Variable Posets for Ising Machines

    Kentaro Ohno, Nozomu Togawa

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing    2025.01

    DOI

    Scopus

  • Hybrid subQUBO Annealing With a Correction Process for Multi-Day Intermodal Trip Planning

    Tatsuya Noguchi, Keisuke Fukada, Siya Bao, Nozomu Togawa

    IEEE Access    2025  [Refereed]

    Authorship:Last author

    DOI

    Scopus

  • Large-Sized VQE Performance Profiling in Quantum Chemistry Using a Multi-Node Quantum Simulator.

    Keisuke Fukada, Tatsuhiko Shirai, Mikio Morita, Yoshinori Tomita, Koichi Kimura, Nozomu Togawa

    QCE     432 - 433  2024  [Refereed]

    Authorship:Last author

    DOI

    Scopus

  • Personalized Course Selection Optimization Using an Ising Machine.

    Takeru Ota, Keisuke Fukada, Nozomu Togawa

    QCE     430 - 431  2024  [Refereed]

    Authorship:Last author

    DOI

    Scopus

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Books and Other Publications

  • ハードウェアトロイ検知 ―半導体設計情報に潜むハードウェア版マルウェアの見つけ方―

    戸川 望, 長谷川 健人, 永田 真一( Part: Joint author)

    オーム社  2024.11 ISBN: 9784274232688

  • CMOS VLSI 回路設計 応用編

    ウェスト,ハリス著, 宇佐美公良, 池田誠, 小林和淑監訳, 戸川望他分担共訳( Part: Joint translator)

    丸善出版  2014.01 ISBN: 9784621087206

  • 組込みシステム概論

    戸川望編著

    CQ出版  2008.02 ISBN: 9784789845502

Research Projects

  • 量子・古典ハイブリッドテストベッドの利用環境整備

    戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)第三期

    Project Year :

    2023.10
    -
    2028.03
     

  • 再構成アクセラレータのための近似最適化手法

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    Project Year :

    2023.04
    -
    2026.03
     

    木村 晋二, 戸川 望, 孫 鶴鳴

  • 量子計算及びイジング計算システムの統合型研究開発

    NEDO 高効率・高速処理を可能とするAIチップ・次世代コンピューティングの技術開発

    Project Year :

    2021.04
    -
    2026.03
     

  • 攻撃に耐性を持つ機械学習モデルによる設計工程ハードウェアトロイ検知

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    Project Year :

    2022.04
    -
    2025.03
     

    戸川 望, 木村 晋二

  • 地理空間情報を自在に操るイジング計算機の新展開

    科学技術振興機構  戦略的な研究開発の推進 戦略的創造研究推進事業 CREST

    Project Year :

    2019
    -
    2024
     

    戸川 望

     View Summary

    本研究はSociety5.0の実現に不可欠な「地理空間情報処理」の高度化に焦点をあて,ノイマン型コンピューティング技術によるプログラムパラダイムを抜本的に変革し,地理空間情報処理向けイジングプログラミングを確立します.多種制約付き多地点最適巡回経路探索など多くの地理空間情報処理問題をイジング模型にマッピング,実イジング計算機にエンベッドし,実規模かつ実制約を持つ地理空間情報処理問題を解法します.

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Misc

  • Ashiraseデバイスを用いた2次元PDR

    梶本, 大, 鮑, 思雅, 田中, 裕介, 戸川, 望

    マルチメディア,分散,協調とモバイルシンポジウム2024論文集   2024   1490 - 1495  2024.06

     View Summary

    GPS (Global Positioning System)をはじめとして,我々は日常的に自己位置を推定しているが,環境によりGPSを利用できず,センサを用いたPDR (Pedestrian Dead Reckoning)等の相対的測位手法が必要となる.特に視覚障がい者の方々はスマートフォンなど視覚情報を用いたナビゲーションを利用することが困難であり,他の情報を用いたナビゲーションデバイスを利用する必要がある.本稿では,Ashiraseデバイスを利用した精度が高い2次元PDRを提案する.Ashiraseデバイスは視覚障がい者の靴に装着されるもので,Ashiraseデバイスを足元で振動させることで視覚情報以外の情報をフィードバックすることで視覚障がい者のナビゲーションを実現する.Ashiraseデバイスは靴に装着されるためスマートフォンと比較し姿勢の自由度が低い.そこで提案手法は,Ashiraseデバイスから取得される加速度センサならびにジャイロセンサの情報を利用することで自己位置推定する.この際,センサから得られる値の誤差の蓄積を減少するため,閾値の設定やゼロセット,またIMUフィルタを適用し位置推定の精度を向上させた.評価実験の結果,提案手法は推定誤差を少なく開始地点からの距離ならびに座標を推定できた.

  • 部分QUBOアニーリングを用いたインターモーダル旅程最適化

    野口竜弥, 深田佳佑, 鮑思雅, 戸川望

    情報処理学会研究報告(Web)   2024 ( ITS-96 )  2024

    J-GLOBAL

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Industrial Property Rights

  • エネルギー関数の最小値探索装置、エネルギー関数の最小値探索方法、及びプログラム

    大野 乾太郎, 寺本 純司, 八木 哲志, 巴 徳瑪, 川上 蒼馬, 戸川 望

    Patent

    J-GLOBAL

  • 計算方法、計算システム、及びプログラム

    戸川 望, 多和田 雅師, 跡部 悠太

    Patent

    J-GLOBAL

  • 計算方法、計算システム、及びプログラム

    戸川 望, 白井 達彦

    Patent

    J-GLOBAL

  • ハードウエアトロイ検出方法、ハードウエアトロイ検出装置及びハードウエアトロイ検出用プログラム

    特許第7410476号

    永田 真一, 高橋 功次, 戸川 望, 大屋 優

    Patent

    J-GLOBAL

  • 組合せ最適化装置、組合せ最適化方法、およびプログラム

    巴 徳瑪, 新井 淳也, 八木 哲志, 寺本 純司, 川上 蒼馬, 武笠 陽介, 鮑 思雅, 戸川 望

    Patent

    J-GLOBAL

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Syllabus

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Sub-affiliation

  • Faculty of Science and Engineering   Graduate School of Fundamental Science and Engineering

  • Affiliated organization   Global Education Center

Research Institute

  • 2023
    -
    2025

    Research Institute for Next-Gen Computing   Director of Research Institute

  • 2023
    -
    2024

    Center for Data Science   Concurrent Researcher

  • 2022
    -
    2024

    Waseda Research Institute for Science and Engineering   Concurrent Researcher

  • 2022
    -
    2024

    Global Information and Telecommunication Institute   Concurrent Researcher

  • 2022
    -
    2024

    Kagami Memorial Research Institute for Materials Science and Technology   Concurrent Researcher

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Internal Special Research Projects

  • 多様な量子計算機に適合する組合せ最適化アルゴリズムの研究開発

    2024  

     View Summary

    量子コンピュータは、従来の古典計算システムと比較して,特定の分野あるいはアプリケーションプログラムにて極めて高速な演算や精度の高い解を得ることができるものの,(1)演算に必要なビット数がアプリケーションプログラムの必要とするビット数に比べ小さく,実用規模のアプリケーションプログラムを直接量子コンピュータで演算することができない,(2)量子コンピュータは現在開発途上の計算エンジンであり,量子状態やノイズ等の影響により必ずしも所望の計算結果が得られるとは限らない、といった問題がある.これら量子コンピュータの問題点について,ソフトウェアの観点でカバーしながら,量子コンピュータが持つ計算能力を最大限引き出すことが不可欠となる.そこで本研究では,組合せ最適化問題に焦点をあて,実用問題を想定しながら,量子アニーリングマシン,NISQデバイス,ならびに誤り耐性量子コンピュータに向けて,さまざまな組合せ最適化のためのアルゴリズム基盤を構築する.量子コンピュータに共通アルゴリズム,個別の量子コンピュータに特有のアルゴリズムに整理しながら,各マシンの性能の最大化を目指した.まず旅程最適化問題をモチーフに,原問題から部分問題を抽出し,部分問題ごとに最適化を実行するアプローチを検討した.さらに部分問題を原問題に帰着させた後,いくつかの補正処理を提案し,理論的な裏付けならびに実験評価を行った.実際に複数の地域について旅程最適化問題を実量子コンピュータを用いて求解した結果,提案アプローチの有効性を確認した.さらに量子状態を利用することで,最適化問題の探索空間を制限し,実現可能解を得るアプローチを検討した.量子回路を構築し,量子コンピュータのシミュレータで評価した結果,手法の有効性を確認した.

  • 機械学習を用いた自動プログラミングによる量子アニーリング計算機の実応用

    2023  

     View Summary

     内閣府「量子未来社会ビジョン」(2022年4月公表)では,創薬・医療,材料,金融,製造など社会経済システム全体に量子技術を取り組み,我が国の産業の成長機会を創出し社会課題の解決が得組まれる.一方,産業応用が近いとされる量子技術の一つとして「量子アニーリング計算機」が注目され,さまざまな産業応用に見られる組合せ最適化問題を高速・実時間に解法することが期待される.一方,量子アニーリングによる組合せ最適化問題の解法では,対象問題をイジングモデルによって表現する必要があるが,組合せ最適化問題の中には本質的にイジングモデルで表現不可能なものが多数存在する. 本研究は機械学習を利用することで量子アニーリング計算機のプログラミングに注目し,実問題や実物理現象をイジングモデルのベースとなる「2次形式」で自動的に十分よく近似表現する仕組みを構築することを目指す.得られた「2次形式」のもと量子アニーリング計算機により原問題を求解することで,これまで難しいとされた実問題や実物理現象にもとづく多様な組合せ最適化問題が量子アニーリング計算機によって極めて高速・高精度に求解可能となる.今年度は,いくつかの例題をもとにその妥当性を検証した.

  • 機械学習を用いた自動プログラミングによる量子アニーリングの応用

    2023  

     View Summary

     量子技術の中でも「量子アニーリング計算機」は,内部に「スピン」の集合から構成されるイジング模型を持ち,その基底状態(最小エネルギー状態)を求めることで組合せ最適化問題を高速に解法することが期待される.産業応用が近く,内閣府「量子未来社会ビジョン」で注目される一方,量子アニーリング計算機を利用するには,組合せ最適化問題を説明バイナリ変数(以降,単に説明変数と呼ぶ)の「2次形式」で表現されるエネルギー関数に落とし込む必要がある(量子アニーリング計算機のプログラミングに相当する)が,実問題や実物理現象を説明変数の「2次形式」で表現することは極めて難しい,あるいは不可能である. 本研究では,機械学習を利用することで量子アニーリング計算機のプログラミングに注目することで,実問題や実物理現象を「2次形式」で自動的に十分よく近似表現する仕組みを構築し,さらに特定の拾産業問題に適用して,その有効性を評価する.特に,今年度採択されたNEDO量子AI事業を補完し,提案技術の有効性を評価するための基盤技術研究開発を行った.

  • 機械学習と量子アニーリングによる多様な組合せ最適化問題の解法

    2022  

     View Summary

     Soceity5.0を実現する産業分野では数多くの「組合せ最適化問題」が存在し,その高速・実時間解法が最大の困難点と言われる.一方,量子アニーリングマシンをはじめとする「イジング計算機」が注目されており,さまざまな組合せ最適化問題の解法が検討されている.一方,イジング計算機を利用した組合せ最適化問題の解法では,対象問題をイジングモデルによって表現する必要があるが,組合せ最適化問題の中には本質的にイジングモデルで表現不可能なものが多数存在する. 本研究では,上記の問題を解決するため,「機械学習」と「量子アニーリング」を融合により,Soceity5.0を実現する産業分野のさまざまな実問題の解法を目指し,基礎検討を行った.結果として,広範な組合せ最適化に量子アニーリングマシンの適用の道筋を確認した.

  • イジング計算機による「新しい生活様式」の実現

    2021  

     View Summary

     Soceity5.0を実現する産業分野では数多くの「組合せ最適化問題」が存在し,その高速・実時間解法が最大の困難点と言われる.一方,量子アニーリングマシンをはじめとする「イジング計算機」が注目されていており,イジング計算機の活用が期待されている. 本研究では,厚生労働省で示された「新しい生活様式」を実現すべく,密集・密接・密閉(3密)を回避する生活様式ならびに行動様式を「組合せ最適化問題」に定式化し,これらをイジング計算機によって解法することを目的に,QUBOによる定式化ならびに実イジング計算機による評価を行った.評価の結果,従来方式に比較して,計算時間や収束性 において優位性が確認できた.

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