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将来的には大陸間、地球規模の量子暗号通信ネットワークへ

盗聴不可能な量子暗号で日本の都市を結ぶ「全光都市間量子暗号」

2015年12月24日 18時09分更新

文● 行正和義 編集/ASCII.jp

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全光都市間量子暗号により通信限界距離が従来の2倍の800kmになれば、日本のかなりの都市を東京と結ぶことができる

 日本電信電話(NTT)は12月16日、量子暗号通信の通信距離を2倍にする新方式「全光都市間量子暗号」を提唱した。

 量子暗号通信は量子力学的な原理を用いて盗聴不可能な秘匿通信が可能であり、現在「東京QKDネットワーク」など試験運用の段階にある。既存方式は100km程度の通信は可能だが、光ファイバーの光損失によって400km程度が限界とされていた。

全光都市間量子中継

 これ以上の距離は「量子中継」と呼ばれる中継方式を用い、多数の量子通信を中継するノードを張り巡らすという技術が世界中で研究されている。しかし量子中継の実現には、物理量子メモリーや量子誤り訂正といった新たな技術を必要とするため、実現のためのハードルが高い。

中間ノードを用いる既存方式

 NTTでは、中継ノードを用いつつも量子中継を行なわず、全て光のまま400kmの限界値を超える方向を考案。これは送信者と受信者が同時に中間ノードに向けて光子を送り、中間ノードは2つの光子を観測して量子もつれを供給するというもの。

効率比較

 この方式ならば中継ノードは必要となるものの、いまだ確立されていない技術を用いなくても量子暗号通信の距離が2倍となり、東京を中心とした通信距離を考えれば日本の主要都市を結ぶことが可能となる。NTTでは、同様の光デバイスだけで実装される全光量子中継と組み合わされれば地球規模の量子暗号通信ネットワークも視野に入れることが可能という。

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