Project Area | The Natural Laws of Extreme Universe--A New Paradigm for Spacetime and Matter from Quantum Information |
Project/Area Number |
21H05183
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Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
森前 智行 京都大学, 基礎物理学研究所, 准教授 (50708302)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中田 芳史 京都大学, 基礎物理学研究所, 特定准教授 (10808992)
Buscemi F. 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (80570548)
東 浩司 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子科学イノベーション研究部, 特別研究員 (90599549)
早川 龍 京都大学, 白眉センター, 特定助教 (60988377)
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Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2026-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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Budget Amount *help |
¥78,260,000 (Direct Cost: ¥60,200,000、Indirect Cost: ¥18,060,000)
Fiscal Year 2024: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2023: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000)
Fiscal Year 2022: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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Keywords | 量子情報 |
Outline of Research at the Start |
宇宙や素粒子といった極限の領域における物理理論を構築し、物理現象を理解するために、量子情報のツールを用いてアプローチする。具体的には量子計算や量子誤り訂正符号、量子暗号、量子ランダムネス、量子チェンネル、量子ネットワークなどにおいて発展してきた理論をさらに進化させることにより、極限宇宙を理解するための言語を整備することを目指す。
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Outline of Annual Research Achievements |
古典暗号の場合は多くのプリミティブにおいて、一方向性関数が最も基礎的なものであることが知られているが、量子を使った暗号の場合、必ずしも一方向性関数なしでも様々な量子暗号プリミティブが実現できることを初めて証明した。とりわけ、コミットメントと電子署名については、一方向性関数が無くても存在しうる疑似ランダム量子状態から構成できることを証明した。コミットメントについてはさらに、多者間計算までつなげることができることも示した。また、Aaronsonらによる、状態の区別とSWAPの等価性を応用して、古典では構成方法が知られていない仮定から公開鍵暗号を構成することができた。さらに、コミットメントのhidingとbindingを簡単に入れ替える理論的方法も構築できた。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画以上の業績を出すことができ、暗号におけるトップ国際会議であるCrypto、Eurocrypt、Asiacryptで発表することができた。
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Strategy for Future Research Activity |
今後もこの方向性のもと、量子暗号および量子計算の研究を推進していく。とりわけ、量子公開鍵暗号について、一方向性関数から構成できることは最近証明できたが、それをさらに進めて、一方向性関数なしでも構成できないかということについて検討する。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)