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

2013 年度 研究成果報告書

• 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
• キーワード: 量子暗号 / B92 / BB84 / 通信路推定

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] 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
  • 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
  • 年月日: 20130805-09
• [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
  • 年月日: 20130707-12
• [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
  • 年月日: 20120917-20
• [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
  • 年月日: 20120910-14
• [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
  • 年月日: 20110627-29
• [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