従来捨てていた測定結果を用いた量子暗号の鍵レートの向上

• 研究課題/領域番号: 22760267
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 通信・ネットワーク工学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 松本 隆太郎 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (10334517)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 量子暗号 / B92 / BB84 / 通信路推定 / 区間推定 / 有限長 / 単一光子 / 暗号・認証等 / 応用工学・量子光工学 / 情報通信工学 / 量子コンピュータ / 凸最適化

研究概要

従来の量子鍵配送プロトコルでは、プロトコル中で得られる測定結果の一部のみを利用することが多い。本研究では、すべての測定結果を用いることで量子通信路の推定をより正確に行い、鍵レートを向上させることを目指した。キュービットが有限個の単一光子BB84プロトコルと、キュービットが十分多い場合の単一光子B92プロトコルについて前述のアプローチで通信路推定方法を見直し安全性解析をやりなおし、鍵レートが向上することを確認し、それぞれ学術雑誌と国際会議で発表した。

研究成果

• [雑誌論文] Exact computation of tail probability of hypergeometric distribution and its application to quantum key distribution (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Sakakibara and R. Matsumoto
  • 雑誌名: IEICE Communications Express 巻: vol.3, no.2 ページ: 68-73
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exact computation of tail probability of hypergeometric distribution and its application to Quantum Key Distribution (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenta Sakakibara, Ryutaroh Matsumoto
  • 雑誌名: IEICE Communications Express 巻: 3 号: 2 ページ: 68-73
  • DOI: 10.1587/comex.3.68
  • NAID: 130003397311
  • ISSN: 2187-0136
  • 査読あり
• [雑誌論文] ネットワーク符号化-基礎と発展- (2011)
  • 著者名/発表者名: 松本隆太郎
  • 雑誌名: Fundamentals Review 巻: 5 ページ: 162-166
  • NAID: 130004959674
  • 査読あり
• [雑誌論文] Secure Key Rate of the BB84 Protocol Using Finite Sample Bits (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Sano, R. Matsumoto, and T. Uyematsu
  • 雑誌名: Journal of Physics A : Mathematical and Theoretical 巻: vol.43, no.49 ページ: 495302-495302
  • NAID: 110007999465
  • 査読あり
• [雑誌論文] Secure key rate of the BB84 protocol using finite sample bits (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Sano, R.Matsumoto, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics A 巻: 43 ページ: 495302-495302
  • NAID: 110007999465
  • 査読あり
• [学会発表] Exact Computation of Tail Probability of Hypergeometric Distribution and its Application to Quantum Key Distribution (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sakakibara, R. Matsumoto, and T. Uyematsu
  • 学会等名: Poster Presentation at the 3rd Annual Conference on Quantum Cryptography
  • 発表場所: Waterloo, Canada
• [学会発表] Improved Asymptotic Key Rate of the B92 Protocol (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Matsumoto
  • 学会等名: Proc. 2013 IEEE International Symposium on Information Theory
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
• [学会発表] Improved Asymptotic Key Rate of the B92 Protocol (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryutaroh Matsumoto
  • 学会等名: 2014 IEEE International Symposium on Information Theory
  • 発表場所: トルコイスタンブール
• [学会発表] Exact computation of tail probability of hypergeometric distribution and its application to quantum key distribution (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenta Sakakibara, Ryutaroh Matsumoto, and Tomohiko Uyematsu
  • 学会等名: QCrypt 2013 3rd international conference on quantum cryptography
  • 発表場所: Waterloo, Canada
• [学会発表] Secret sharing schemes based on linear codes can be precisely charade rized by the relative generalized Hamming weight (2012)
  • 著者名/発表者名: 栗原淳、植松友彦、松本隆太郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] フレーム間の相関を利用した量子化器を用いたWyner-Ziv動画像符号化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大川倫明、植松友彦、松本隆太郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会
  • 発表場所: 慶応義塾大学
  • 年月日: 2012-03-05
• [学会発表] Fast exact computation of the tail probability of a hypergeometric distribution and its application to quantum cryptography (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Matsumoto
  • 学会等名: Japan-Singapore Workshop on multi-user quantum networks
  • 発表場所: National University of Singapore
• [学会発表] Esitimation of Phase Errors without the Gaussian Approximation and Improvement of the Secure Key Rate of BB84 Protocol (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sakakibara, R. Matsumoto, and T. Uyematsu
  • 学会等名: Poster Presentation at the 2nd Annual Conference on Quantum Cryptography
  • 発表場所: Singapore
• [学会発表] `Esitimation of Phase Errors without the Gaussian Approximation and Improvement of the Secure Key Rate of BB84 Protocol (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryutaroh Matsumoto
  • 学会等名: 2nd Annual Conference on Quantum Cryptography
  • 発表場所: Singapore
• [学会発表] Fast exact computation of the tail probability of a hypergeometric distribution and its application to quantum cryptography (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryutaroh Matsumoto
  • 学会等名: Japan-Singapore Workshop on multi-user quantum networks
  • 発表場所: Singapore
• [学会発表] Physical Layer Securityの符号化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松本隆太郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-08-25
• [学会発表] Secure Multiple Network Coding (2011)
  • 著者名/発表者名: 松本隆太郎、林正人
  • 学会等名: 2011 International Svmposium on Network Coding
  • 発表場所: 中国、北京
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] 相関を有する2つの情報源から個別写像による独立な2つの乱数の生成法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 国松昇平、植松友彦、松本隆太郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-07-22
• [学会発表] Network Coding-Early History and Some of Recent Developement (2011)
  • 著者名/発表者名: 松本隆太郎、植松友彦
  • 学会等名: IEEE Communication Theory Workshop
  • 発表場所: スペイン、バルセロナ
  • 年月日: 2011-06-21
• [学会発表] Information Theoretic Security and Quantum Cryptography (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Matsumoto
  • 学会等名: International Conference on Information and Communication Technology for Embedded Systems (IC-ICTES 2011)
  • 発表場所: Pataya, Thailand
• [学会発表] Secure Multiplex Coding with a Common Message (2011)
  • 著者名/発表者名: 松本隆太郎、林正人
  • 学会等名: 2011 IEEE International Symposium on Information Theory Proceedings
  • 発表場所: ロシア、サンクトペテルブルグ
• [学会発表] Universally attainable error and information exponents, and equivocation rate for the broadcast channels with confidential messages (2011)
  • 著者名/発表者名: 松本隆太郎、林正人
  • 学会等名: Allerton Conference 2011
  • 発表場所: Monticello,イリノイ州,アメリカ合衆国
• [学会発表] Secure key rate of the BB84 protocol using finite sample bits (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Sano, R.Matsumoto, et al.
  • 学会等名: 2010 IEEE Intl.Symp.On Information Theory
  • 発表場所: 米国テキサス州オースティン
  • 年月日: 2010-06-18
• [学会発表] Secure Key Rate of the BB84 Protocol Using Finite Sample Bits (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Sano, R. Matsumoto, and T. Uyematsu
  • 学会等名: Proc. 2010 IEEE International Symposium on Information Theory
  • 発表場所: Austin, Texas, USA
  • 年月日: 2010-06-13
• [備考]
  • URL: http://www.rmatsumoto.org/research.html
• [備考] Research Results of Ryutaroh Matsumoto
  • URL: http://www.rmatsumoto.org/research.html
• [備考]
  • URL: http://www.rmatsumoto.org/research.html
• [備考]
  • URL: http://www.rmatsumoto.org/research.html