報道発表

【背景】
　現在広く普及している暗号は、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有していますが、量子鍵配送で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のが特徴です。量子鍵配送技術は、光ファイバー伝送では減衰や雑音のため300kmが伝送限界といわれていますが、人工衛星を用いるとさらに遠方に伝送が可能で、地球全体へのグローバルな量子鍵配送が可能となります。これまで、高精度な光源を用いて衛星―地上間で偏光測定された例はありませんでした。なお、本衛星実験の実施は、宇宙航空研究開発機構（JAXA）との共同研究契約に基づき行われたもので、NICT独自に解析を行いました。 　

【今回の成果】
　NICTでは、宇宙光通信や量子鍵配送の研究開発を行っています。今回、NICTの光地上局(図1)において、JAXAが2005年8月に打ち上げた低軌道地球周回衛星である「OICETS（きらり）」(図2)を用いて、衛星―地上間での偏光の劣化が、2.8%以下という結果を、世界で始めて観測に成功しました（図3、図4）。空間での量子鍵配送には、そのシステムの簡便性と安定性が得られる点から、光子の偏光を用いた鍵配送が一般的に用いられますが、もし偏光の度合いが劣化してしまうと安全な鍵の共有を行うことはできません。本結果から、上層大気を含む大気の影響は、量子鍵配送に問題ないレベルに抑えられていることが確認されました。 　

【今後の展開】
　衛星―地上間の偏光特性が実測できたことにより、量子鍵配送の回線計算が可能になり、人工衛星を用いた地球規模での量子鍵配送の実現への大きな手がかりを得たことになります。また、実際に宇宙光通信の実用化を目指した実験衛星の設計を進めることが可能となります。

量子鍵配送

　微弱な光が持つ粒子（光子）の物理的性質である、一つ一つの量子状態（偏光など）を利用して送受信者間で暗号用の鍵を共有する通信方式。盗聴者が観測（盗聴）を行うと量子状態が歪むため盗聴を見破ることが可能となる。量子鍵配送と、一度しか暗号を使わないワンタイムパッドと呼ばれる方法を用いることで、完全秘匿通信が可能になる。量子鍵配送と、一度しか暗号を使わないワンタイムパッドと呼ばれる方法を用いることで、完全秘匿通信が可能になる。

米国オンラインジャーナル『Optics Express』のURL

　http://www.opticsinfobase.org/oe/Issue.cfm
　英文論文タイトル：「Polarization measurements through space-to-ground atmospheric propagation paths by using a highly polarized laser source in space」

Abstract: http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-17-25-22333
PDF: http://www.opticsinfobase.org/DirectPDFAccess/23221380-BDB9-137E-CE3EA24BB3405A31_190651.pdf?da=1&id=190651&seq=0

暗号

　送り手と受け手の間で、情報を第3者に盗み見られないようにする手段。

量子鍵配信技術の特徴

　クラウドコンピューティングによるネットワーク社会の到来や電子的行政サービス （電子政府)の拡充に向けて、情報通信における安全性確保の重要性が急速に高まっている。現在広く普及している暗号は、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常に有している。ところが、量子鍵配送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のが特徴。量子鍵配送技術は、現在200kmを超える光ファイバー伝送が実証されているが、不可避な減衰のため300kmが伝送限界といわれている。今後の都市間リンクや将来の大陸間リンクには、量子中継技術が必要とされているが、依然挑戦的未踏技術にとどまっている。比較的近未来の方法として期待されているのが地球を周回する人工衛星を用いることで、地球全体への量子鍵配送が可能となり、よりセキュリティを高めることが可能となる。