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ブロードキャスト型量子鍵配送の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18H01157
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

武岡 正裕  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所量子ICT先端開発センター, センター長 (70415850)

研究分担者 平野 琢也  学習院大学, 理学部, 教授 (00251330)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2018年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワード連続量量子鍵配送 / ブロードキャスト通信路 / 波長多重量子鍵配送 / 量子暗号 / ネットワーク通信路
研究成果の概要

1対多の多端子ネットワーク通信路であるブロードキャスト光通信路を使って配信された多者間の量子相関を積極的に活用し、1体1量子鍵配送(QKD)の組合せ(時分割多重)では不可能な鍵生成レートを実現する新しいQKD、「ブロードキャスト型QKD」を提案し、その基盤技術を確立、原理実証に向けた基礎データ取得を実現した。また、新しいネットワーク型量子暗号技術の理論及び実装法の開発に取り組み、盗聴者の攻撃能力を限定した場合の連続量量子鍵配送のレート向上に関する理論解析や、波長多重型連続量量子鍵配送の実装と原理実証などに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ブロードキャスト型QKDは本研究グループ独自の理論に基づく方式であり、その実装にいち早く取り組み原理実証を行ったことは学術的に高い意義があると考える。また、本方式がベースとしている1対1の連続量量子鍵配送(CVQKD)方式そのものは、近い将来の実用化が期待されるQKD方式であるが、実用上重要となる光通信との波長多重化や、QKD自身の波長多重化の設計と原理実証に成功したことは社会的に高い意義があると考える。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] デンマーク工科大学(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ルイジアナ州立大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Limit of Gaussian operations and measurements for Gaussian state discrimination and its application to state comparison2021

    • 著者名/発表者名
      Roberson David E.、Izumi Shuro、Roga Wojciech、Neergaard-Nielsen Jonas S.、Takeoka Masahiro、Andersen Ulrik L.
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 103 号: 2

    • DOI

      10.1103/physreva.103.022423

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Wavelength division multiplexing of 194 continuous variable quantum key distribution channels2020

    • 著者名/発表者名
      Tobias A. Eriksson, Ruben S. Luis, Benjamin J. Puttnam, Georg Rademacher, Mikio Fujiwara, Yoshinari Awaji, Hideaki Furukawa, Naoya Wada, Masahiro Takeoka, and Masahide Sasaki
    • 雑誌名

      Journal of Lightwave Technology

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crosstalk Impact on Continuous Variable Quantum Key Distribution in Multicore Fiber Transmission2019

    • 著者名/発表者名
      Eriksson Tobias A.、Puttnam Benjamin J.、Rademacher Georg、Luis Ruben S.、Fujiwara Mikio、Takeoka Masahiro、Awaji Yoshinari、Sasaki Masahide、Wada Naoya
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Technology Letters

      巻: 31 号: 6 ページ: 467-470

    • DOI

      10.1109/lpt.2019.2898458

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wavelength division multiplexing of continuous variable quantum key distribution and 18.3 Tbit/s data channels2019

    • 著者名/発表者名
      Eriksson Tobias A.、Hirano Takuya、Puttnam Benjamin J.、Rademacher Georg、Lu?s Ruben S.、Fujiwara Mikio、Namiki Ryo、Awaji Yoshinari、Takeoka Masahiro、Wada Naoya、Sasaki Masahide
    • 雑誌名

      Communications Physics

      巻: 2 号: 1 ページ: 9-9

    • DOI

      10.1038/s42005-018-0105-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Secret key rates for intensity-modulated dual-threshold detection key distribution under individual beam splitting attacks2018

    • 著者名/発表者名
      Eriksson Tobias A.、Trinh Phuc V.、Endo Hiroyuki、Takeoka Masahiro、Sasaki Masahide
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 26 号: 16 ページ: 20409-20409

    • DOI

      10.1364/oe.26.020409

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Secret key rate of a continuous-variable quantum-key-distribution scheme when the detection process is inaccessible to eavesdroppers2018

    • 著者名/発表者名
      Namiki Ryo、Kitagawa Akira、Hirano Takuya
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 98 号: 4 ページ: 042319-042319

    • DOI

      10.1103/physreva.98.042319

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Multipartite entanglement and secret key distribution in quantum networks2020

    • 著者名/発表者名
      Eneet Kaur, Masahiro Takeoka, Mark M. Wilde, and Wojciech Roga
    • 学会等名
      22nd Annual Southwest Quantum Information and Technology Workshop (SQuinT)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子ネットワークの量子通信路容量について2020

    • 著者名/発表者名
      武岡 正裕
    • 学会等名
      電子情報通信学会2020年総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Continuous variable quantum key distribution multiplexed with high throughput coherent channels2019

    • 著者名/発表者名
      Tobias Eriksson, Takuya Hirano, Benjamin Puttnam, Georg Rademacher, Ruben Luis, Mikio Fujiwara, Ryo Namiki, Yoshinari Awaji, Masahiro Takeoka, Naoya Wada and Masahide Sasaki
    • 学会等名
      9th International Conference on Quantum Cryptography (QCrypt 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Continuous operation of four-states continuous-variable quantum key distribution system2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Hirano and Ryo Namiki
    • 学会等名
      日米欧量子科学技術国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coexistence of Continuous Variable Quantum Key Distribution and 7 × 12.5 Gbit/s Classical Channels2018

    • 著者名/発表者名
      Tobias Eriksson, Takuya Hirano, Motoharu Ono, Mikio Fujiwara, Ryo Namiki, Ken-ichiro Yoshino, Akio Tajima, Masahiro Takeoka and Masahide Sasaki,
    • 学会等名
      IEEE Summer Topicals Meeting Series
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-Domain Measurement of Continuous-Variable Entanglement Using Temporally Shaped Local Oscillator Pulses2018

    • 著者名/発表者名
      Ami Shinjjo, Yujiro Eto,and Takuya Hirano
    • 学会等名
      IEEE Summer Topicals Meeting Series
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Continuous Variable Quantum Key Distribution Multiplexed with Classical Channels2018

    • 著者名/発表者名
      Tobias Eriksson, Takuya Hirano, Georg Rademacher, Benjamin Puttnam, Ruben Luis, Mikio Fujiwara, Ryo Namiki, Ken-Ichiro Yoshino, Akio Tajima, Yoshinari Awaji, Masahiro Takeoka, Naoya Wada and Masahide Sasaki
    • 学会等名
      8th International Conference on Quantum Cryptography
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Joint Propagation of Continuous Variable Quantum Key Distribution and18×24.5Gbaud PM-16QAM Channels2018

    • 著者名/発表者名
      Tobias A. Eriksson, Takuya Hirano, Georg Rademacher, Benjamin J. Puttnam, Ruben S. Luis, Mikio Fujiwara, Ryo Namiki, Yoshinari Awaji, Masahiro Takeoka, Naoya Wada and Masahide Sasaki
    • 学会等名
      2018 European Conference on Optical Communication (ECOC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時間幅の短い局部発振光を用いたパルス光連続変数エンタングルメントの時間領域測定II2018

    • 著者名/発表者名
      新城亜美, 片山拓哉, 衞藤雄二郎, 平野琢也
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年 秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Pulse-resolved measurement of continuous-variable EPR entanglement with shaped local oscillators2018

    • 著者名/発表者名
      Ami Shinjo、Takuya Katayama、Yujiro Eto、Takuya Hirano
    • 学会等名
      第79回 応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Two instances of majorization relations for two-mode squeezed number states2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Namiki
    • 学会等名
      第39回量子情報技術研究会(QIT39)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 波形整形した局部発振光を用いたパルス光連続変数エンタングルメントの時間領域測定2018

    • 著者名/発表者名
      新城 亜美, 片山 拓哉, 衞藤 雄二郎, 平野 琢也
    • 学会等名
      第66回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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