双方向の古典通信を用いた効率の良い量子鍵配送プロトコルの開発

使用双向经典通信开发高效的量子密钥分发协议

• 批准号: 07J07137
• 负责人: 渡辺 峻
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J07137/
• 关键词: 量子鍵配送プロトコル; 双方向古典通信; 通信路推定; 基底が不一致なビット

量子鍵配送フロトコルは,様々な暗号技術で必要な秘密鍵を送受信者間で共有するためのプロトコルである.その安全性は従来の公開鍵暗号方式における計算困難性に基づいたものとは異なり,量子力学の原理によって保障される.量子鍵配送プロトコルでは,通信媒体として用いる単一光子の伝送速度(一秒間に伝送できる単一光子の数)が低いため,秘密鍵の伝送速度(一秒間に伝送できる秘密鍵のビット数)が低いという欠点がある.量子鍵配送プロトコルでは,単一光子の伝送に加え,誤り訂正や秘密増幅で必要な情報を通常の古典的な通信路で伝送する.単一光子の伝送速度に比べると,誤り訂正や秘密増幅に必要な古典情報の伝送速度は十分に高いので,システムを多少複雑にしても,プロトコルの秘密鍵の伝送速度を上げることができる.本研究では,鍵共有のレートが高い双方向の古典通信を用いた量子鍵配送プロトコルを提案する.今年度の研究では,プロトコルの通信路推定と呼ばれる手順を改善するという課題に取り組んでいる.そして,新しい通信路推定法を提案し,従来の通信路推定法をプロトコルで使用した場合に比べ,提案法を使用した方が高い効率を実現できることを明らかにしている.

量子密钥分发协议是一种在发送者和接收者之间共享各种密码技术所需的秘密密钥的协议，其安全性不同于传统的公钥密码学，它是基于量子力学原理来保证的。密钥分发协议，由于单光子传输速率（每秒可以传输的单光子数）较低，因此私钥的传输速率（每秒可以传输的私钥位数）也较低。 量子密钥分配中除了传输单光子外，该协议还通过正常的经典通信通道传输纠错和秘密放大所需的信息。与单个光子的传输速度相比，纠错和秘密放大所需的经典信息的传输速度足够高，因此即使系统做得有些复杂，也可以提高密钥的传输速度。在本研究中，我们开发了一种使用具有高密钥共享率的双向经典通信的量子密钥分发协议。在今年的研究中，我们正在解决改进协议的信道估计过程的问题。我们还将提出一种新的信道估计方法，并对协议中使用传统信道估计方法时的情况进行估计。与之前的方法相比，所提出的方法实现了更高的效率。

项目成果

Tomography increases key rates of quantum-key-distribution protocols

• DOI: 10.1103/physreva.78.042316
• 发表时间: 2008-02
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: Shun Watanabe;R. Matsumoto;T. Uyematsu

C

• DOI: 10.1002/9781119364856.ch3
• 发表时间: 2021-12
• 期刊: Encyclopedia of Renewable Energy
• 作者: D. A. Leahy;S. Morsink;Yii-Cheng Chou

Secret Key Agreement by Soft-Decision of Signals in Gaussian Maurer's Model

• DOI: 10.1587/transfun.e92.a.525
• 发表时间: 2009-02-01
• 期刊: IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES
• 影响因子: 0.5
• 作者: Naito, Masashi;Watanabe, Shun;Uyematsu, Tomohiko
• 通讯作者: Uyematsu, Tomohiko

ガウス型Maurerモデルにおける信号の信頼度情報を利用した秘密鍵共有法

高斯毛雷尔模型中利用信号可靠性信息的密钥共享方法

• 发表时间: 2008
• 作者: 内藤 正志;渡辺 峻;松本 隆太郎;植松 友彦
• 通讯作者: 植松 友彦