2020 Fiscal Year Research-status Report
Quantum key distribution with imperfect devices
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18K13469
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
佐々木 寿彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (80734350)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 量子鍵配送 / 量子暗号 / 装置不完全性 / 量子情報 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、なるべく性能を犠牲にせずに量子鍵配送の装置モデルをより現実に即するよう拡張し、実験によって確認できるデータを用いて安全性を保証することを目的とする。本研究課題で行うことは、現実との乖離が大きいモデルの仮定を乖離の少ない仮定に置き換えていくという作業であり、完全な解をいきなり目指すというよりは影響の大きなものから順次対処していくというものになる。本研究では、特に媒体として光を用いる場合における送信機と受信機に集中して研究を進める。
2020年度は、光子検出器の検出効率にばらつきがある場合について扱った。通常の解析では複数の光子検出器をつかっている場合、検出効率が揃っているか、せいぜい比が一定という想定をしている。実際には、暗検出を抑えるためにゲートパルスによる検出率の動的な操作が行われており、この挙動が検出器間で厳密に一致しないためタイミングによっては検出効率の比が極端な値になりえる。これを放置すれば特に遠距離通信において簡単に盗聴可能な状況になる。2020年度は検出器の実状にそったパラメータ領域で安全性を示す方式を考案した。この結果は現在まとめている最中である。
2020年度はこの他に、光検出器を使った量子鍵配送方式を現実的な時間内で行う方式を考案し、実際に安全性を示すという研究も行い論文が出版された。これは、検出方法としてホモダイン/ヘテロダイン検出を用いるものであるが、この出力は連続値で有界ではないため、有限の時間内で推定の精度を保証することが困難であるが、この出力から有界な量(ノイズなし状態とのフィデリティの下界)を計算することにすることでこの困難を回避し、同時にこの量を安全性と結びつけることを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度は研究以外に消費する時間が多くなってしまったため、特に個人的に行うべき論文化作業に遅れが発生した。論文化可能な結果自体は積み上がっているため、2021年度に解消するようにする。
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| Strategy for Future Research Activity |
本質的な部分の解析は揃っているため、あとは議論を精密化して論文化することに注力する。
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| Causes of Carryover |
COVID-19により研究会が軒並みオンライン化したため旅費の使用が消えた。
翌年度分の使用はCOVID-19の状況次第となる。
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