東大：低コストの新信号処理手法を開発：「量子暗号通信」（動画）： ：
Univ of Tokyo:New low-cost signal processing method:Quantum cryptography:
东大：开发了一种新的低成本信号处理方法：“量子密码通信”
ー東大が開発に成功ー
量子暗号通信：
インターネット通信の安全性を、飛躍的に高めます。
次世代の暗号通信技術「量子暗号通信」で、「画期的な低コストの新信号処理手法」を開発しました。
現行方式の問題点：
現在、「光子に信号を載せて通信する方式」が、主に使われています。
現行方式では、「極小の粒を扱うため、環境をマイナスの温度に保つ必要」があります。
しかし低温維持するためには、設備に高コストがかかります。
解決策、新信号処理方式を考案：
東京大学の研究グループは、「量子暗号通信」で、「特殊な関数を使った新信号処理方式」を考案しました。
- 光子を使わずに常温で、
- 光ファイバーの光波を利用する方式で、
- 暗号同様の強度を、持たせられることを、
世界で初めて実証しました。
この研究成果：
1月13日発行のイギリスの科学雑誌「ネイチャー・コミュニケーションズ」に掲載されました。
IT・ネット | NHKニュース
https://www3.nhk.or.jp/news/html/20210113/k10012812731000.html
東大：光波を測る量子暗号のセキュリティ問題を解決
―量子暗号装置の低コスト化へ前進―
2021年01月13日
発表の概要
◆従来の問題点
量子暗号では、光子の検出を行うが、「替わりに光波の振幅を測る方法」が、研究されてきた。
しかし、「セキュリティを保証する理論が、未完成」という大きな壁があった。
◆今回、新手法を発案
- 光子を検出すれば得られる盗聴痕跡を、
- 振幅というアナログな測定結果だけから、
- 盗聴痕跡を、厳密に推定する新手法を発案、
セキュリティの問題を解決した。
◆ 低コストで実現
光子検出装置に比べ、振幅測定装置は低コストでコンパクトに実現できる。
波長多重などの既存の光通信技術との親和性も高い。
量子暗号技術の普及の促進が期待される。
本研究グループ：
光波を測る量子暗号方式のセキュリティの問題を解決しました。
- 非現実的な仮定を置くことなく、
- 保証されたセキュリティのもとで、
- 通信を行う具体的な方法を、
初めて見出しました。
波の振幅で盗聴痕跡を特定：
「波の振幅というアナログ量」から、盗聴の痕跡を突き止める。
新しい手法の考案が、解決の鍵でした。
この成果により、
- 量子暗号装置の低コスト化、
- 量子暗号装置のコンパクト化、
- 光波長多重通信（注3）など、
大容量化の道が拓けることになります。
強固なセキュリティを持つ量子暗号技術の普及に。大きく弾みがつきます。
日本経済新聞
https://www.nikkei.com/article/DGXLRSP602973_S1A110C2000000/
Nature Communications volume 12,
Finite-size security of continuous-variable quantum key distribution with digital signal processing
Nature Communications
Abstract
In comparison to conventional discrete-variable (DV) quantum key distribution (QKD),
continuous-variable (CV) QKD with homodyne/heterodyne measurements
has distinct advantages of lower-cost implementation and affinity to wavelength division multiplexing.
On the other hand, its continuous nature makes it harder
to accommodate to practical signal processing, which is always discretized, leading to lack of complete security proofs so far.
Here we propose
a tight and robust method of estimating fidelity of an optical pulse to a coherent state via heterodyne measurements.
We then construct a binary phase modulated CV-QKD protocol and prove its security in the finite-key-size regime against general coherent attacks, based on proof techniques of DV QKD.
Such a complete security proof is indispensable for exploiting the benefits of CV QKD.