• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

装置不完全性を考慮した量子鍵配送理論

研究課題

研究課題/領域番号 18K13469
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分13010:数理物理および物性基礎関連
研究機関東京大学

研究代表者

佐々木 寿彦  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (80734350)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード量子情報理論 / 量子鍵配送 / 量子暗号 / 装置不完全性 / 量子情報
研究成果の概要

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して研究した。量子鍵配送の装置モデルを拡張する研究は様々あるが、多くのものは解析が簡単になる実験時間が無限の場合の漸近的性能を扱っている。この課題では、実験時間が有限の場合の解析を行ったのが特徴的である。
扱った題材は、光源の厳密な検定方法、装置簡略化の悪影響の回避方法、光子検出器より安価な光検出器を使って量子鍵配送を行う方法、様々な装置不完全性に自動的に対応できる数値手法の開発である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子鍵配送は遠隔2者間で安全な乱数列を共有する手法であり、これを用いることで長期的に安全な秘密通信が可能になる。この手法は実際に製品にもなり、社会に導入されようとしている。実際の装置の安全性を示すためには、理想化された状況だけでなく、現実に即したモデルを考える必要があるが。本研究課題では、現実的な制約のもとで安全性を示すための新たな手法を開発することで、理論と現実のギャップを縮め、量子鍵配送を安価に実現することに貢献した。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Finite-size security of continuous-variable quantum key distribution with digital signal processing2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuura Takaya、Maeda Kento、Sasaki Toshihiko、Koashi Masato
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 252-252

    • DOI

      10.1038/s41467-020-19916-1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Refined security proof of the round-robin differential-phase-shift quantum key distribution and its improved performance in the finite-sized case2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuura Takaya、Sasaki Toshihiko、Koashi Masato
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 99 号: 4 ページ: 042303-042303

    • DOI

      10.1103/physreva.99.042303

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blind quantum computation with a heralded single-photon source2019

    • 著者名/発表者名
      Nagao Kurumiko、Horikiri Tomoyuki、Sasaki Toshihiko
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 99 号: 4 ページ: 042324-042324

    • DOI

      10.1103/physreva.99.042324

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Repeaterless quantum key distribution with efficient finite-key analysis overcoming the rate-distance limit2019

    • 著者名/発表者名
      Maeda Kento、Sasaki Toshihiko、Koashi Masato
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 3140-3140

    • DOI

      10.1038/s41467-019-11008-z

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum key distribution with simply characterized light sources2019

    • 著者名/発表者名
      Mizutani Akihiro、Sasaki Toshihiko、Takeuchi Yuki、Tamaki Kiyoshi、Koashi Masato
    • 雑誌名

      npj Quantum Information

      巻: 5 号: 1 ページ: 87-87

    • DOI

      10.1038/s41534-019-0194-3

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rigorous characterization method for photon-number statistics2019

    • 著者名/発表者名
      Kumazawa Masahiro、Sasaki Toshihiko、Koashi Masato
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 27 号: 4 ページ: 5297-5297

    • DOI

      10.1364/oe.27.005297

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 量子暗号通信の安全性2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木寿彦
    • 学会等名
      日本銀行金融研究所 情報技術研究センター 情報セキュリティ・セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子鍵配送の有限長安全性証明手法の現状について2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木寿彦
    • 学会等名
      第45回量子情報技術研究会 (QIT45)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子鍵配送の現状と理論的課題について2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木寿彦
    • 学会等名
      第3回量子ソフトウェア研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Estimation protocol: its definition and usage in security proofs2020

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Sasaki
    • 学会等名
      Security proofs in QKD Workshop
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子鍵配送の安全性が証明できる状況について2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木寿彦
    • 学会等名
      量子論の諸問題と今後の発展
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Security proof of QKD as a combination of classical arguments: Based on the twin-field-type QKD2019

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Sasaki
    • 学会等名
      Quantum computation, post-quantum cryptography and quantum codes
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rigorous calibration method for photon-number statistics2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Sasaki
    • 学会等名
      CQIS2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feedforward attack in decoy-state quantum key distribution2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Sasaki
    • 学会等名
      QCrypt2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 量子暗号の到達距離を2倍に―新しい推定手法で盗聴監視の困難を解決―:物理工学専攻 小芦雅斗教授ら

    • URL

      https://www.t.u-tokyo.ac.jp/soe/press/setnws_201907181631518423964178.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi