東京大学大学院総合文化研究科の渡邉開人大学院生（修士課程）、髙木隆司准教授による研究グループは、物質の最小の構成要素である量子に対して成り立つ熱力学の枠組みで、与えられた量子状態の詳細に一切依存せず、最適な仕事の取り出し性能を達成する単一の熱力学的な操作が存在することを証明しました。
　量子コンピューターなどさまざまな応用が期待される量子デバイスを実現する量子制御技術を発展させる上で、熱力学的な法則がどのようにミクロな量子系を支配し、可能な操作に原理的な制限を与えるかを深く理解することは必要不可欠です。本研究では、どんな量子状態に適用しても最適な仕事の取り出しを達成することができる「ユニバーサルな仕事の取り出し操作」を構成し、最適な仕事の取り出しには与えられた量子状態に関する情報が必要でないことを証明しました。本研究は、量子系がどのような熱力学的な法則に支配されているかについて革新的な洞察を与えるとともに、熱力学を超えたさまざまな量子情報処理タスクが一切の事前情報なしに実行できる可能性を示唆するものでもあります。