2021 Fiscal Year Annual Research Report
Information communication technology ensuring the long term security over a century
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18H05237
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
富田 章久 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (60501434)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平野 琢也 学習院大学, 理学部, 教授 (00251330)
玉木 潔 富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (20435928)
藤原 幹生 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所小金井フロンティア研究センター, 上席研究員 (70359066)
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| Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2023-03-31
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| Keywords | 量子セキュアネットワーク / 秘密分散 / 量子暗号鍵配送 / 安全性理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ネットワーク制御技術として，パスワード1つを情報理論的に無中継で伝送できれば，情報理論的安全なデータ中継・本人認証ができるシステムを開発し，そのスループットの向上を実現した．また本システムは情報理論的安全なデータ保管の機能も内包している．令和３年度には情報理論的安全なデータの完全性を第三者が担保できる機能も実現し，論文化を実施した.
長距離QKD技術では光子数分布制御を行うための2波長量子もつれ光源を開発している．現在量子もつれを示す2光子干渉を観測した．干渉の明瞭度を高める方策を実施中である．また，光子数分布を時間相関光子検出によって評価するシステムを構築し，連続光およびパルスレーザで，ポワソン分布としても矛盾のない結果が得られ，基本的な機能を確認した．さらに，高速変調時の状態生成法を考案した．また，光子の波動関数を直接観測する手法の原理実証に成功した．これはQKDの状態にも適用可能である．
近距離高速QKDの研究では、送信側から送るトーン光により、受信側に設置したLO光用狭線幅レーザーに光注入同期を行い、信号光に位相同期された十分な強度のLO光を生成し、このLO光を用いて、４値位相変調の連続量量子鍵配送を実行し、小さい過剰雑音で微弱な信号光を測定することができた。これにより、受信側にLO光レーザーがある近距離高速CV-QKDの実証を達成した.
MDIQKDで使われるデコイ方式についてのサイドチャンネルについて研究を行い，デコイ方式における強度変調に存在する任意の長さの相関が扱えるようになった．また，デコイ法で得られる単一光子部分に存在するほぼ全てのサイドチャネルや不完全性を考慮に入れた安全性理論を構築した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
各開発項目で概ね目標としている機能の実現ができている．半導体供給の遅れにより，一部実行できない内容があったが，開発計画の見直しにより最終的な目標達成を見込んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
半導体供給の乱れに起因する計画の見直しを行った．最終年度に向けて当初目標としていた開発項目を達成していく．
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