2024/05/01 更新

写真a

コマツ タカシ
小松 尭
Takashi Komatsu
所属
大学院 総合研究部 工学域 基礎科学系(基礎教育センター) 准教授
職名
准教授

学位

  • 博士 (理学) ( 2016年3月   東北大学 )

研究分野

  • 自然科学一般 / 応用数学、統計数学

  • 自然科学一般 / 数学基礎

研究キーワード

  • 異常検知

  • 量子ウォーク

共同研究・競争的資金等の研究

  • 製品劣化の確率的状態遷移のモデル化2

    2022年11月 - 2022年12月

  • インフラ設備の監視データを用いた診断技術の研究

    2022年9月 - 2023年3月

  • 量子ウォークの定常性、局在性、再帰性の数理的構造の解明およびその応用

    研究課題/領域番号:22K13959  2022年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  広島大学  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    小松 尭

  • 製品劣化の確率的状態遷移のモデル化1

    2022年3月 - 2022年7月

  • 振動データを用いた故障予兆検知に関する研究

    2021年11月 - 2022年9月

  • 発電設備の監視データを用いた設備診断アルゴリズムの研究

    2021年7月 - 2022年3月

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論文

  • Zeta functions of periodic graphs derived from quantum walk 査読

    Takashi Komastu, Norio Konno, Iwao Sato

    Discrete Mathematics   347 ( 4 )   113880 - 113880   2024年4月( ISSN:0012-365X )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.disc.2024.113880

  • Metzler/Zeta Correspondence 査読

    Yusuke Ide, Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato

    Discrete Mathematics   346 ( 8 )   113418 - 113418   2023年8月( ISSN:0012-365X )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.disc.2023.113418

  • Walk/Zeta Correspondence 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato

    Journal of Statistical Physics   190 ( 2 )   2023年2月( ISSN:0022-4715  eISSN:1572-9613 )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10955-022-03052-9

    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10955-022-03052-9/fulltext.html

  • The Limit Theorem with Respect to the Matrices on Non-backtracking Paths of a Graph 査読

    Takehiro Hasegawa, Takashi Komatsu, Norio Konno, Hayato Saigo, Seiken Saito, Iwao Sato, Shingo Sugiyama

    Annals of Combinatorics   27 ( 2 )   249 - 268   2022年11月( ISSN:0218-0006  eISSN:0219-3094 )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    We give a limit theorem with respect to the matrices related to non-backtracking paths of a regular graph. The limit obtained closely resembles the kth moments of the arcsine law. Furthermore, we obtain the asymptotics of the averages of the pmth Fourier coefficients of the cusp forms related to the Ramanujan graphs defined by A. Lubotzky, R. Phillips and P. Sarnak.

    DOI: 10.1007/s00026-022-00617-z

    Scopus

    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s00026-022-00617-z/fulltext.html

  • Mahler/Zeta Correspondence 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato, Shunya Tamura

    Quantum Information Processing   21 ( 8 )   2022年8月(  eISSN:1573-1332 )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s11128-022-03644-0

    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s11128-022-03644-0/fulltext.html

  • Vertex-Face/Zeta correspondence 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato

    Journal of Algebraic Combinatorics   2022年4月( ISSN:0925-9899  eISSN:1572-9192 )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10801-022-01122-5

    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10801-022-01122-5/fulltext.html

  • Stationary Measure Induced by the Eigenvalue Problem of the One-Dimensional Hadamard Walk 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno

    Journal of Statistical Physics   187 ( 1 )   2022年4月( ISSN:0022-4715  eISSN:1572-9613 )

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10955-022-02901-x

    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10955-022-02901-x/fulltext.html

  • IPS/Zeta correspondence 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato

    Quantum Information and Computation   22 ( 3&4 )   251 - 269   2022年2月(  eISSN:1533-7146 )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Rinton Press  

    Our previous works presented zeta functions by the Konno-Sato theorem or the Fourier analysis for one-particle models including random walks, correlated random walks, quantum walks, and open quantum random walks. This paper introduces a new zeta function for multi-particle models with probabilistic or quantum interactions, called the interacting particle system (IPS). We compute the zeta function for some tensor-type IPSs.

    DOI: 10.26421/qic22.3-4-4

  • A Generalized Grover/Zeta Correspondence

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato, Shunya Tamura

    preprint   2022年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:(MISC)機関テクニカルレポート,プレプリント等  

    We introduce a generalized Grover matrix of a graph and present an explicit
    formula for its characteristic polynomial. As a corollary, we give the spectra
    for the generalized Grover matrix of a regular graph. Next, we define a zeta
    function and a generalized zeta function of a graph $G$ with respect to its
    generalized Grover matrix as an analog of the Ihara zeta function and present
    explicit formulas for their zeta functions for a vertex-transitive graph. As
    applications, we express the limit on the generalized zeta functions of a
    family of finite vertex-transitive regular graphs by an integral. Furthermore,
    we give the limit on the generalized zeta functions of a family of finite tori
    as an integral expression.

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2201.03973v1

  • The scattering matrix with respect to an Hermitian matrix of a graph 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato

    Discrete Mathematics   345 ( 1 )   112674 - 112674   2022年1月( ISSN:0012-365X )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.disc.2021.112674

  • CTM/Zeta Correspondence 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato

    Quantum Studies: Mathematics and Foundations   2021年12月( ISSN:2196-5609  eISSN:2196-5617 )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    The Mahler measure was introduced by Mahler in the study of number theory. It
    is known that the Mahler measure appears in different areas of mathematics and
    physics. On the other hand, we have been investigated a new class of zeta
    functions for various kinds of walks including quantum walks by a series of our
    previous work on "Zeta Correspondence". The quantum walk is a quantum
    counterpart of the random walk. In this paper, we present a new relation
    between the Mahler measure and our zeta function for quantum walks. Firstly we
    consider this relation in the case of one-dimensional quantum walks. Afterwards
    we deal with higher-dimensional quantum walks. For comparison with the case of
    the quantum walk, we also treat the case of higher-dimensional random walks.
    Our results bridge between the Mahler measure and the zeta function via quantum
    walks for the first time.

    DOI: 10.1007/s40509-021-00263-9

    arXiv

    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s40509-021-00263-9/fulltext.html

  • Asymptotic Properties of Generalized Eigenfunctions for Multi-dimensional Quantum Walks 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Hisashi Morioka, Etsuo Segawa

    Annales Henri Poincaré   2021年11月( ISSN:1424-0637  eISSN:1424-0661 )

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s00023-021-01131-3

    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s00023-021-01131-3/fulltext.html

  • A Characteristic Polynomial for the Transition Probability Matrix of Correlated Random Walks on a Graph 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato

    The Electronic Journal of Combinatorics   28 ( 4 )   2021年11月(  eISSN:1077-8926 )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Electronic Journal of Combinatorics  

    We define a correlated random walk (CRW) induced from the time evolution matrix (the Grover matrix) of the Grover walk on a graph $G$, and present a formula for the characteristic polynomial of the transition probability matrix of this CRW by using a determinant expression for the generalized weighted zeta function of $G$. As an application, we give the spectrum of the transition probability matrices for the CRWs induced from the Grover matrices of regular graphs and semiregular bipartite graphs. Furthermore, we consider another type of the CRW on a graph.

    DOI: 10.37236/10108

  • Grover/Zeta Correspondence based on the Konno–Sato theorem 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato

    Quantum Information Processing   20 ( 8 )   2021年8月( ISSN:1570-0755  eISSN:1573-1332 )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s11128-021-03214-w

    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s11128-021-03214-w/fulltext.html

  • Generalized eigenfunctions for quantum walks via path counting approach 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Hisashi Morioka, Etsuo Segawa

    Reviews in Mathematical Physics   33 ( 06 )   2150019 - 2150019   2021年7月( ISSN:0129-055X  eISSN:1793-6659 )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:World Scientific Pub Co Pte Lt  

    We consider the time-independent scattering theory for time evolution operators of one-dimensional two-state quantum walks. The scattering matrix associated with the position-dependent quantum walk naturally appears in the asymptotic behavior at the spatial infinity of generalized eigenfunctions. The asymptotic behavior of generalized eigenfunctions is a consequence of an explicit expression of the Green function associated with the free quantum walk. When the position-dependent quantum walk is a finite rank perturbation of the free quantum walk, we derive a kind of combinatorial construction of the scattering matrix by counting paths of quantum walkers. We also mention some remarks on the tunneling effect.

    DOI: 10.1142/s0129055x21500197

  • A zeta function with respect to non-backtracking alternating walks for a digraph 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato

    Linear Algebra and its Applications   620   344 - 367   2021年7月( ISSN:0024-3795 )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.laa.2021.03.020

  • A Discontinuity of the Energy of Quantum Walk in Impurities 査読

    Kenta Higuchi, Takashi Komatsu, Norio Konno, Hisashi Morioka, Etsuo Segawa

    Symmetry   13 ( 7 )   1134 - 1134   2021年6月(  eISSN:2073-8994 )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MDPI AG  

    We consider the discrete-time quantum walk whose local dynamics is denoted by a common unitary matrix C at the perturbed region {0,1,⋯,M−1} and free at the other positions. We obtain the stationary state with a bounded initial state. The initial state is set so that the perturbed region receives the inflow ωn at time n(|ω|=1). From this expression, we compute the scattering on the surface of −1 and M and also compute the quantity how quantum walker accumulates in the perturbed region; namely, the energy of the quantum walk, in the long time limit. The frequency of the initial state of the influence to the energy is symmetric on the unit circle in the complex plain. We find a discontinuity of the energy with respect to the frequency of the inflow.

    DOI: 10.3390/sym13071134

  • A weighted alternating zeta function of a digraph 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato

    Linear and Multilinear Algebra   1 - 23   2021年4月( ISSN:0308-1087  eISSN:1563-5139 )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Informa UK Limited  

    DOI: 10.1080/03081087.2021.1910122

  • The trace formula with respect to the twisted Grover matrix of a mixed digraph

    Takashi Komatsu, Sho Kubota, Norio Konno, Iwao Sato

    preprint   2021年

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    記述言語:英語   掲載種別:(MISC)機関テクニカルレポート,プレプリント等  

  • A BARTHOLDI ALTERNATING ZETA FUNCTION OF A DIGRAPH 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato

    Yokohama Mathematical Journal   67   49 - 72   2021年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  • A note on the Grover walk and the generalized Ihara zeta function of the one-dimensional integer lattice 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato

    Yokohama Mathematical Journal   67   115 - 123   2021年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  • Zeta Functions with Respect to General Coined Quantum Walk of Periodic Graphs 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Iwao Sato

    The Electronic Journal of Combinatorics   27 ( 3 )   2020年7月(  eISSN:1077-8926 )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Electronic Journal of Combinatorics  

    We define a zeta function of a graph by using the time evolution matrix of a general coined quantum walk on it, and give a determinant expression for the zeta function of a finite graph. Furthermore, we present a determinant expression for the zeta function of an (inifinite) periodic graph.

    DOI: 10.37236/9104

  • Eigenvalues of Two-State Quantum Walks Induced by the Hadamard Walk 査読

    Shimpei Endo, Takako Endo, Takashi Komatsu, Norio Konno

    Entropy   22 ( 1 )   127 - 127   2020年1月(  eISSN:1099-4300 )

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MDPI AG  

    Existence of the eigenvalues of the discrete-time quantum walks is deeply related to localization of the walks. We revealed, for the first time, the distributions of the eigenvalues given by the splitted generating function method (the SGF method) of the space-inhomogeneous quantum walks in one dimension we had treated in our previous studies. Especially, we clarified the characteristic parameter dependence for the distributions of the eigenvalues with the aid of numerical simulation.

    DOI: 10.3390/e22010127

  • Explicit expression of scattering operator of some quantum walks on impurities

    Takashi Komatsu, Norio Konno, Hisashi Morioka, Etsuo Segawa

    preprint   1 - 26   2019年12月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:(MISC)機関テクニカルレポート,プレプリント等  

    In this paper, we consider the scattering theory for a one-dimensional quantum walk with impurities which make reflections and transmissions. We focus on an explicit expression of the scattering operator. Our construction of the formula is based on the counting paths of quantum walkers. The Fourier transform of the scattering operator gives an explicit formula of the scattering matrix which is deeply related with the resonant-tunneling for quantum walks.

  • Stationary measure for three-state quantum walk 査読

    Takako Endo, Takashi Komatsu, Norio Konno, Tomoyuki Terada

    Quantum Information and Computation   19 ( 11-12 )   0901 - 0912   2019年( ISSN:1533-7146 )

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:RINTON PRESS, INC  

    We focus on the three-state quantum walk(QW) in one dimension. In this paper, we give the stationary measure in general condition, originated from the eigenvalue problem. Firstly, we get the transfer matrices by our new recipe, and solve the eigenvalue problem. Then we obtain the general form of the stationary measure for concrete initial state and eigenvalue. We also show some specific examples of the stationary measure for the three-state QW. One of the interesting and crucial future problems is to make clear the whole picture of the set of stationary measures.

    Web of Science

  • The Fourier and Grover walks on the two-dimensional lattice and torus 査読

    Masahiro Asano, Takashi Komatsu, Norio Konno, Akihiro Narimatsu

    Yokohama Mathematical Journal   65   13 - 32   2019年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  • Eigenvalues of Quantum Walks of Grover and Fourier Types 査読

    Takashi Komatsu, Tatsuya Tate

    Journal of Fourier Analysis and Applications   25 ( 4 )   1 - 26   2018年6月( ISSN:1069-5869  eISSN:1531-5851 )

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Birkhauser Boston  

    A necessary and sufficient conditions for a certain class of periodic unitary transition operators to have eigenvalues are given. Applying this, it is shown that Grover walks in any dimension has both of (Formula presented.) as eigenvalues and it has no other eigenvalues. It is also shown that the lazy Grover walks in any dimension has 1 as an eigenvalue, and it has no other eigenvalues. As a result, a localization phenomenon occurs for these quantum walks. A general conditions for the existence of eigenvalues can be applied also to certain quantum walks of Fourier type. It is shown that the two-dimensional Fourier walk does not have eigenvalues and hence it is not localized at any point. Some other topics, such as Grover walks on the triangular lattice, products and deformations of Grover walks, are also discussed.

    DOI: 10.1007/s00041-018-9630-6

    Scopus

    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s00041-018-9630-6/fulltext.html

  • Stationary measure for two-state space-inhomogeneous quantum walk in one dimension 査読

    Hikari Kawai, Takashi Komatsu, Norio Konno

    Yokohama Mathematical Journal   64   111 - 130   2018年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  • Stationary amplitudes of quantum walks on the higher-dimensional integer lattice 査読

    Takashi Komatsu, Norio Konno

    Quantum Information Processing   16 ( 12 )   2017年12月( ISSN:1570-0755  eISSN:1573-1332 )

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer New York LLC  

    Stationary measures of quantum walks on the one-dimensional integer lattice are well studied. However, the stationary measure for the higher-dimensional case has not been clarified. In this paper, we give the stationary amplitude for quantum walks on the d-dimensional integer lattice with a finite support by solving the corresponding eigenvalue problem. As a corollary, we can obtain the stationary measures of the Grover walks. In fact, the amplitude for the stationary measure is an eigenfunction with eigenvalue 1.

    DOI: 10.1007/s11128-017-1737-1

    Scopus

    その他リンク: http://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11128-017-1737-1.pdf

  • Stationary measures of three-state quantum walks on the one-dimensional lattice 査読

    Hikari Kawai, Takashi Komatsu, Norio Konno

    Yokohama Mathematical Journal   63   59 - 74   2017年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  • Limiting distributions of quantum walks on the square lattice 査読

    Komatsu Takashi

    The Yokohama mathematical journal   61   67 - 86   2015年( ISSN:0044-0523 )

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Yokohama National University  

    CiNii Books

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書籍等出版物

  • 機械学習・ディープラーニングによる"異常検知"技術と活用事例集

    技術情報協会( 担当: 分担執筆 範囲: 第3節 時系列データを対象とした異常検知への応用としての数理)

    技術情報協会  2022年12月   ISBN:9784861049132

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    総ページ数:560 p   記述言語:日本語  

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  • 量子ウォークの新展開 : 数理構造の深化と応用

    今野, 紀雄, 井手, 勇介( 担当: 分担執筆)

    培風館  2019年   ISBN:9784563011628

     詳細を見る

    総ページ数:vii, 321p   記述言語:日本語  

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担当授業科目(学内)

  • 微分積分学I 重要な業績

    2023年度

  • 微分積分学II 重要な業績

    2023年度

  • 応用数学演習 重要な業績

    2023年度

担当経験のある科目(授業)

  • 離散数学

    2022年10月
    -
    2023年3月
    機関名:広島工業大学

  • プログラミングのための命題論理

    2022年4月
    -
    2022年9月
    機関名:広島工業大学

  • 建設基礎数学C

    2021年9月
    -
    2022年3月
    機関名:広島工業大学

  • 建設基礎数学B

    2021年9月
    -
    2022年3月
    機関名:広島工業大学

  • 建設基礎数学A

    2021年6月
    -
    2021年9月
    機関名:広島工業大学

  • 数学演習2

    2018年10月
    -
    2021年3月
    機関名:神奈川大学

  • 数学演習1

    2018年4月
    -
    2021年3月
    機関名:神奈川大学

  • 線形代数学Ⅱ

    2017年10月
    -
    2019年3月
    機関名:横浜国立大学

  • 微分方程式Ⅰ

    2017年10月
    -
    2019年3月
    機関名:横浜国立大学

  • 解析学Ⅱ

    2017年9月
    -
    2018年3月
    機関名:横浜国立大学

  • 線形代数学Ⅰ

    2017年4月
    -
    2018年9月
    機関名:横浜国立大学

  • 解析学Ⅰ

    2017年4月
    -
    2017年9月
    機関名:横浜国立大学

  • 関数論

    2016年4月
    -
    2018年9月
    機関名:横浜国立大学

  • 応用数学

    2016年4月
    -
    2018年9月
    機関名:横浜国立大学

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その他の学部学生指導

  • 2023年度

    授業外の補講、個人学習 総指導時間:4時間

    微分積分学Iの補修

所属学協会

  • 日本数学会

委員歴

  • 日本数学会   地方区代議員 (代議員)  

    2023年3月 - 現在