量子暗号速度を1000倍に、国立情報学研究所

2006/6/20

 国立情報学研究所(NII)の量子情報科学グループと英ヒューレット・パッカード研究所、米スタンフォード大学は6月19日、従来の方法と比べて伝送速度が約1000倍になる量子中継を使った量子暗号方式の理論を共同で確立したと発表した。NIIは新理論の実現によって、量子状態そのものを送ることができる「量子テレポーテーション」が可能になり、傍受が不可能な暗号通信に利用できるとしている。

国立情報学研究所 助教授の根本香絵氏

 光ファイバを使った量子暗号システムの最大回線長は50〜150キロ程度とされ、これ以上の量子暗号方式を光ファイバで実現するには量子中継と呼ばれる技術を活用する必要がある。量子中継とは、2つの量子を同じ活動状態に置く“量子もつれ状態”を長距離間に生成する技術。量子中継を複数つなげることで、これまで難しかった長距離間の量子暗号システムを可能にする。新理論を確立したNIIの助教授 根本香絵氏らは、1280キロの距離に対して127カ所の量子中継を設定した。

 根本氏らは位相のそろった波形が保たれているコヒーレント光を量子中継システムに使うことで、従来の方法と比べて約100倍の速度で量子もつれを生成できるようにした。さらに品質が低下した量子もつれを操作し、もつれを高品質化する純粋化の作業法や、量子中継の距離を2倍にするスワッピングの技術を開発した。これらの理論、手法を組み合わせることで従来の理論と比べて約1000倍の高速化が可能になるという。根本氏は「1秒間に数10の量子もつれ状態を生成可能」と説明した。

 今回の理論の実現には5年程度かかる見通し。根本氏は「NIIが得意なのは理論研究。HPやスタンフォード大学の研究所のほかに実験が得意な研究所などを巻き込んで広げていきたい」と話した。

(@IT 垣内郁栄)

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国立情報学研究所の発表資料

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