光子や電子の量子力学的性質を直接操る未来の通信、いわゆる量子情報通信の研究を行っています。 量子力学の世界から素直な心で眺めて見ると、現在使われているどんな情報技術でも不可能だった新しい夢が幾つも見えてきます。 例えば、光の量子状態を操る新しい符号化を行えば、1個に満たない光子からなるパルスでも信頼性の高い情報伝送が可能になります。 量子の世界できちんと情報を扱うための理論を開拓し、光の量子状態を操る基本技術を開発して、ひとつでも多くの夢を具現化し社会に役立てるのが我々の目標です。


Project UQCC
量子暗号および量子通信の研究開発及び成果普及の推進

量子暗号と東京QKDネットワークの紹介


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ロングバージョン
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UQCC 国際会議のビデオ
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what's_new      更新情報 --- 最終更新日: 2012.04.20 ---
最近のトピックス
◆ミクロの世界の原理応用「量子暗号」実用化なるか ~ 情報盗む行為で「鍵」が刻々変化 ~ (毎日新聞2012年2月28日号22面)
◆光通信理論のビット誤り率限界を世界で初めて打破~ 超長距離・低電力・大容量通信に向けた新たな一歩 ~(2011年6月28日)
【詳細説明資料】背景、今回の成果、今後の展望、 補足資料(用語 解説)などの詳細は プレスリリースを参照ください。
◆"2nd International Conference on Quantum Information and Technology. (ICQIT)"開催のお知らせ(2010年10月21日~22日)
URL:http://www.qis.ex.nii.ac.jp/icqit2010/index.html
◆"Updating Quantum Cryptography and Communications 2010. (UQCC2010)"開催のお知らせ(2010年10月18日~20日)
URL:http://www.uqcc2010.org/
◆「量子暗号ネットワーク試験運用システム開始の式典」及び「成果発表会」開催のお知らせ(2010年10月14日)
【詳細説明資料】背景、今回の成果、今後の展望、 補足資料(用語 解説)などの詳細は プレスリリースを参照ください。
◆量子暗号ネットワークの試験運用開始~ 世界初、完全秘匿な多地点テレビ会議を敷設光ファイバ網で実現 ~(2010年10月14日)
情報通信研究機構・量子ICTグループは、NICTの委託研究機関である日本電気株式会社(以下「NEC」、代表取締役 執行役員社長:遠藤 信博)、三菱電機株式会社(以下「三菱電機」 、執行役社長:山西 健一郎)、日本電信電話株式会社(以下「NTT」、代表取締役社長:三浦 惺)と共に、NICTのテストベッドJGN2plus上に量子暗号ネットワークを構築し、試験運用を開 始します。都市圏の敷設光ファイバ網では世界初となる盗聴不可能な多地点テレビ会議システムを構築し、安定動作や経路制御等の試験と性能評価を行います。この試験運用には株 式会社東芝(以下「東芝」、代表執行役社長:佐々木 則夫)やヨーロッパの研究機関も参加し、標準化に向けた相互接続実験も行います。 今後、本運用を経て、同技術を国家レベルの機密通信、電力・ガス・水道網などの重要インフラを監視する通信保護や金融機関の秘匿通信等に順次適用できるよう取り組んで参り ます。 【詳細説明資料】背景、今回の成果、今後の展望、 補足資料(用語 解説)などの詳細は プレスリリースを参照ください。
◆量子鍵配送を用いたワンタイムパッド携帯電話ソフトウェアを開発~世界初、通話の盗聴が不可能であることを物理学的に保証した携帯電話ソフトウェア~(2010年9月2日)
三菱電機株式会社(以下「三菱電機」という。執行役社長:山西 健一郎)と情報通信研究機構は、量子鍵配送を用いることにより、携帯電話端末間の通話の盗聴が不可能なことを物理 学的に保証した、ワンタイムパッド携帯電話ソフトウェアを開発しました。光回線を使い量子鍵配送で2者間に暗号鍵を配り、通話者はそれぞれの量子鍵配送装置から携帯電話に暗号 鍵をダウンロードして暗号通信を行います。通話の暗号化に用いる暗号鍵は使い捨てにすることにより、万一端末を紛失したり盗難されたりした場合でも、過去の通話記録を解読され ません。なお、本開発の一部はNICT委託研究「量子暗号の実用化のための研究開発」(平成18~22年度)の成果です。 【詳細説明資料】背景、今回の成果、今後の展望、 補足資料(用語 解説)などの詳細は プレスリリースを参照ください。
◆光通信の限界を超える新しい信号増幅の原理を世界で初めて実証~英国科学雑誌「Nature Photonics」に掲載~(2010年2月8日)
情報通信研究機構・量子ICTグループは、従来の光通信の限界を超える新しい信号増幅の原理を世界で初めて実証しました。これは、量子もつれと呼ばれる信号間の特殊な結びつきの強さを増幅する技術です。量子もつれは減衰に極めて弱く、伝送途中で増幅する操作が必須です。特に、光通信の限界を克服するためには、単一光子間の量子もつれのみではなく、多くの光子を含んだ量子もつれの増幅が必要ですが、これまで実現されていませんでした。今回の成果により、低電力・大容量通信へ向けた研究開発に新局面が開かれることになります。本成果は2月7日(英国時間)付の英国科学雑誌「Nature Photonics」に掲載されます。 【詳細説明資料】背景、今回の成果、今後の展望、 補足資料(用語 解説)などの詳細は報道発表を参照ください。
◆ハイブリッド量子もつれ光源の開発に成功~自由空間・ファイバ統合型量子鍵配送実現に道~(2010年2月3日)
情報通信研究機構・量子ICTグループ、宇宙通信ネットワークグループ及び日本電気株式会社は、完全秘匿通信を可能とする量子鍵配送に用いる量子もつれ光源においてファイバ内の伝搬に適したフォーマットから自由空間に適したフォーマットへの変換を行い、自由空間側とファイバ側での量子もつれ状態の共有に成功しました。これまでファイバ伝送と自由空間を統合した量子鍵配送は世界に例がなく、今回開発したハイブリッド量子もつれ光源が自由空間とファイバを統合するフレキシブルな量子鍵配送システムのキーデバイスになることが期待されます。
【詳細説明資料】背景、本成果の背景、今回の成果、今後の展望、 補足資料(用語 解説)などの詳細は報道発表を参照ください。
◆"2010 International Symposium on Physics of Quantum Technology"東京開催のお知らせ
URL:http://www.2010ispqt.org/
シンポジウム・ポスター
◆量子受信機の原理を世界で初めて検証 ~ 従来の光通信性能限界を超える低誤り率受信機の原理を実証 ~ (2008年11月11日)
我々のグループは、エアランゲン大学(ドイツ)及びデンマーク工科大学(デンマーク)と共同で、現在の光通信技術の性能限界を超える低誤り率での信号検出が可能な量子受信機の原理を世界で初めて実証しました。量子受信機は、現在の光通信理論に基づく受信機では不可能な深宇宙通信、超大容量通信を可能にする量子通信に必須となる基本技術であり、今回の成果は、その実現に向けた大きな一歩となりました。 【詳細説明資料】 背景、本成果の概要、今後の展望、 補足資料(用語 解説)などの詳細は URL:http://www2.nict.go.jp/pub/whatsnew/press/h20/081111/081111-1.htmlを参照ください。
◆都市圏敷設ファイバーで世界最長、最高速の量子暗号鍵配送に成功 (2008年3月26日)
~将来の極めて安全性の高い暗号鍵配送技術の実現へ向けて大きく前進~
我々のグループは、NECと米国国立標準技術研究所(NIST)と共同で、量子力学の法則を使った新しい暗号技術(量子暗号)を、道路沿いに設置された光ファイバー回線を用いて、世界最長(97km)かつ最高速(従来比で100倍)で実現することに成功しました。
現在インターネット上で使われている暗号技術は、公開鍵暗号と呼ばれる方式で、コンピュータの能力が飛躍的に向上すると、解読される危険性をはらんでいます。ところが、量子暗号は将来どんなに科学技術が進歩しても、絶対に盗み見られない特徴を持っています。最近、情報システムからの機密情報の流出が問題となっており、重要情報を一元管理するデータセンターと利用者の端末間で、秘匿性の高い通信ネットワークを構築しようとする動きが広がっています。今回の量子暗号方式は、そうしたネットワーク上での利用に適しています。
これまでの量子暗号の研究は、ほとんどが実験室内の理想的な環境で行われていましたが、今度の実験は前述のとおり、道路沿いに設置された光ファイバーを用いて(フィールド実験)実施しました。今回達成した性能は、これまでの実験室内での記録をさらに10倍上回るもので、将来の極めて安全性の高い暗号技術の実現に向けて大きく前進する成果となります。
【関連報道】
日経産業新聞2008年3月12日号(日刊11面)
【詳細説明資料】
背景、量子暗号の研究開発の現状、本成果の概要、本成果の意義、今後の展開、 補足資料(用語 解説)などの詳細は
URL:http://www2.nict.go.jp/pub/whatsnew/press/h19/080326/080326-2.html
最近の更新
◆研究成果の頁で、いくつかの論文はリンクから概要が分かるようにしました。
◆"Inter-dot coupling and excitation transfer mechanisms of telecommunication band InAs quantum dots at elevated temperatures," New J. Phys. 14, pp. 023037/1--19 (2012).を研究成果に追加しました。(2012/04/20) 
◆"The Cryogenic Multi-Channel Readout System for Submillimeter/Terahertz Cameras," J. Low Temp. Phys., 10.1007/s(10909-012-0595-6), pp. 1--5 (2012).を研究成果に追加しました。(2012/04/17) 
◆"Synthesis of two-species ion chains for a new optical frequency standard with an indium ion," Appl. Phys. B, 10.1007/s(00340-012-4909-9), pp. 1--6 (2012).を研究成果に追加しました。(2012/04/17) 
◆"Origin of intrinsic dark count in superconducting nanowire single-photon detectors," Appl. Phys. Lett. 99(16), pp. 161105/1--3 (2011).を研究成果に追加しました。(2012/02/01) 
◆"Efficient and low-noise single-photon avalanche photodiode for 1.244-GHz clocked quantum key distribution," Opt. Express. 19(21), pp. 20531 -- 20541 (2011).を研究成果に追加しました。(2012/02/01) 
◆"Efficient homodyne measurement of picosecond squeezed pulses with pulse shaping technique," Opt. Lett. 36(23), pp. 4653--4655 (2011).を研究成果に追加しました。(2012/02/01) 
◆"High-speed wavelength-division multiplexing quantum key distribution system," Opt. Lett. 37(2), pp. 223--225 (2012).を研究成果に追加しました。(2012/01/31) 
◆"Fabrication of Metal Embedded Nano-Cones for Single Quantum Dot Emission," Jpn. J. Appl. Phys. 50, pp 06GG02/1--5 (2011).を研究成果に追加しました。(2011/07/26) 
◆"Quantum Receiver beyond the Standard Quantum Limit of Coherent Optical Communication," Phys. Rev. Lett. 106(25), pp 250503/1--4 (2011).を研究成果に追加しました。(2011/07/20) 
◆"Modulation-free optical locking of an external-cavity diode laser to a filter cavity," Opt. Lett. 36(12), pp. 2188--2190 (2011).を研究成果に追加しました。(2011/06/21) 
◆"Polarization-Basis Tracking Scheme in Satellite Quantum Key Distribution," Int. J. Opt. 2011, pp. 1--8 (2011).を研究成果に追加しました。(2011/06/21) 
◆"Bridging discrete and continuous variables in quantum information," Opt. Photo. News. 21(12), pp 46 (2010).を研究成果に追加しました。(2011/06/10) 
◆"Field test of quantum key distribution in the Tokyo QKD Network," Opt. Express 19(11), pp. 10387--10409 (2011).を研究成果に追加しました。(2011/06/10) 
◆"Engineering of optical continuous-variable qubits via displaced photonsubtraction: multimode analysis," J. Mod. Opt. 58(3), pp. 266--275 (2011).を研究成果に追加しました。(2011/06/10) 
◆"Photon subtraction from traveling fields - recent experimental applications," Progress in Informatics 8, pp. 5--18 (2011).を研究成果に追加しました。(2011/06/10) 
◆"Multicasting Multiple Correlated Sources to Multiple Sinks Over a Noisy Channel Network," IEEE Trans. Information Theory 57(1), pp. 4--13 (2011).を研究成果に追加しました。(2011/06/10) 
◆"Enhancing Detection Efficiency by Applying an Optical Cavity Structure in a Superconducting Nanowire Single-Photon Detector,"(Invited paper), IEICE TRANS. ELECTRON. E94-C(3), pp260--265(2011).を研究成果に追加しました。(2011/03/23) 
◆"Invariance of the bit error rate in the ancilla-assisted homodyne detection," Phys. Rev. A 82(5), pp 052303/1--4 (2010).を研究成果に追加しました。(2011/03/23) 
◆"Photon level crosstalk between parallel fibers installed in urban area," Opt. Express. 18(21), pp 22199 --22207 (2010).を研究成果に追加しました。(2010/11/12) 
◆"Temperature dependent performances of superconducting nanowire single-photon detectors in an ultralow-temperature region," Appl. Phys. Express 3(10), pp 102502/1--3 (2010).を研究成果に追加しました。(2010/11/12) 
◆"Ultra-high-sensitivity single-photon detection with a linear-mode silicon avalanche photodiode," Opt. Lett. 35(15), pp 2621--2623 (2010).を研究成果に追加しました。(2010/11/12) 
◆"Optical continuous-variable qubit," Phys. Rev. Lett. 105, pp 053602/1--4 (2010).を研究成果に追加しました。(2010/11/12) 
◆"Discrimination of binary coherent states using a homodyne detector and a photon number resolving detector," Phys. Rev. A 81(6), pp 062338/1--11 (2010).を研究成果に追加しました。(2010/11/12) 
◆"Multi-channel SNSPD system with high detection efficiency at telecommunication wavelength," Opt. Lett. 35 (13), pp 2133--2135 (2010).を研究成果に追加しました。(2010/11/12) 
◆"Operating quantum waveguide circuits with superconducting single-photon detectors," Appl. Phys. Lett. 96(21), pp 211101/1--3 (2010).を研究成果に追加しました。(2010/11/12) 
◆"Sub-shot-noise-limit discrimination of on-off keyed coherent signals via a quantum receiver with a superconducting transition edge sensor," Opt. Express. 18(8), pp 8107--8114 (2010).を研究成果に追加しました。(2010/11/12) 
◆"Demonstration of Coherent-State Discrimination Using a Displacement-Controlled Photon-Number-Resolving Detector," Phys. Rev. Lett. 104, pp 100505/1--4 (2010).を研究成果に追加しました。(2010/5/21) 
◆"Quantum detection of wavelength-division-multiplexing optical coherent signals," J. Opt. Soc. Am. B, 27(2), pp 259--265 (2010).を研究成果に追加しました。(2010/5/21) 
◆"Cut-off rate analysis of practical quantum receivers," J. Mod. Opt. 57 (3), pp 207--212 (2010).を研究成果に追加しました。(2010/5/21) 
◆"Entanglement distillation from Gaussian input states," Nat. Photonics 4, pp 178--181 (2010).を研究成果に追加しました。(2010/5/21) 
◆「量子情報通信ネットワークの課題と展望」(招待論文) 応用物理, 79 (2) (2010). を研究成果に追加しました。(2010/5/21) 
◆"The Cryogenic Digital Readout Module with GaAs JFET Ics," Conference proceeding of 13th lnternational workshop on low temperature detectors LTD13, 1185, pp 290--293 (2010). を研究成果に追加しました。(2010/2/10) 
◆"Cryogenic Low Noise Amplifier with GaAs JFETs," Conference proceeding of 13th lnternational workshop on low temperature detectors LTD13, 1185, pp 267--270 (2010). を研究成果に追加しました。(2010/2/10) 
◆"Development of cryogenic analog amplifiers based on GaAs-JFET technology for high impedance array sensors," Conference proceeding of 13th lnternational workshop on low temperature detectors LTD13, 1185, pp 115--118 (2010). を研究成果に追加しました。(2010/2/10) 
◆"Superconducting THz Camera with GaAs-JFET Cryogenic Readout Electronics," Conference proceeding of 13th lnternational workshop on low temperature detectors LTD13, 1185, pp 393--396 (2010). を研究成果に追加しました。(2010/2/10) 
量子情報通信
BOOKS : 
「量子情報通信」 基礎から最前線まで
著者 : 佐々木雅英、他35名 (発行:オプトロニクス社)
<本書について>
本書は量子情報通信の概要とその最前線の現状およびこれから向かおうとする方向を知るために、我が国の第一線の研究者によって執筆されたものです。第1部の導入編では量子情報通信を構成する2つの柱、量子通信理論と量子光学を軸として、これまでの歴史的経緯と概要が解説されています。特に、従来の量子光学や通信工学の教科書のみでは学べない量子通信理論と最新の知見が系統的に学べるようになっています。特に、光の量子論については、多様な量子状態を介した情報の流れを扱う上で必要となるシュレーディンガー表示についても学べるように記述し、計算は読者が自ら追えるよう配慮しました。第2部以降は、量子情報通信の主要課題ごとに最新の成果が解説されています。(まえがきより一部抜粋)
(独)情報通信研究機構 未来ICT研究所 量子ICT研究室 / 室長 佐々木 雅英
〒184-8795 東京都小金井市貫井北町 4-2-1 TEL: (代表), FAX:
(※グループ名が2011/4/1より変わりました。 旧: 量子ICTグループ)