研究課題
基盤研究(A)
本研究では、研究課題を達成する方向性として、二つのテーマを設けた。1つは「現実の環境を考慮した量子プロトコルの安全性評価」であり、もう1つは「量子情報技術を量子情報理論の立場から統一的に定式化すること」である。前者で言う現実の環境であるが、この課題期間中、量子情報理論の実装状況は目まぐるしい変化を遂げてきたことを注意しておく。中でも、量子鍵配送は実用化の域に達し、量子情報実装技術だけでなく周辺ソフトウェア環境を考慮した研究の重要性が注目されている。そこで、本研究の成果として、「量子状態は弱コヒーレント光、量子通信路は消失通信路」という環境下における量子鍵配送プロトコルに関して、関連プロトコルよりも安全性の高い方式提案を達成した。さらに、周辺技術である、秘匿性増強・誤り訂正技術を同時に達成する方式の実装に関する提案を行った。もう1方の課題としては、量子鍵配送以外のプロトコルも視野に入れ、現時点で重要であると考えられる理論仮定の置き方を推し量ってきた。特に、量子ビットコミットメントプロトコル、多光子を用いた鍵配送プロトコルを実装が可能である技術範疇を意識した評価、提案を進めた。それらのプロトコル等を通じ、セキュリティを意識したプロトコル構成には、エンタングルメント状態の利用可能性、観測技術の精度、量子メモリの有無、量子状態の実現法、通信路モデルといった視点を随時調整することが重要であるとの見解に達した。
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