多田研究室では、量子力学に基づいた計算理論を用いてナノスケールデバイスの設計を微視的な観点から行うとともに、微視的情報から巨視的な系のダイナミクスを記述するためのマルチスケールアルゴリズムの開発も行っております。具体的な研究例としては、量子輸送計算による分子デバイスの設計、第一原理計算と動的モンテカルロ計算による電気化学デバイスの設計、などがあります。また、近年発展の著しい量子コンピュータを分子材料や固体材料の研究開発に利用すべく量子アルゴリズムの開発を行うとともに、新しい量子現象を見出すことで新規な量子コンピュータの理論設計も行っております。