最新記事

量子コンピューター

ハッキング不可能な量子インターネットのつくり方

CREATING THE QUANTUM INTERNET

2021年2月11日(木)12時45分
シッダース・コドゥル・ジョシ(英ブリストル大学フェロー)

量子インターネットハブを調整する筆者 Soeren Wengerowsky

<量子通信の概念は既に実現されているが、いわばトランシーバーのようなもので、一般向けには実用化されていない。筆者は既存の電気通信インフラを使って、量子インターネットの概念を実用レベルに引き上げる方法を発表した>

(本誌「いま知っておきたい 量子コンピューター」特集より)

在宅勤務が増えたことから、インターネットで情報をやりとりするリスクが以前より認識されるようになってきた。だが、メッセージの傍受やハッキングを完全に遮断するのは難しい。

必要なのは新しいタイプのインターネット──そこで期待されているのが、量子インターネットだ。データの機密性を守るプライベート接続のこのネットワークなら、情報を傍受される心配はない。

筆者は先頃、同僚たちと共に行った研究を科学専門誌サイエンス・アドバンシズに発表した。既存の電気通信インフラを使って、量子インターネットの概念を実用レベルに引き上げる方法を記した。

現在、オンラインデータの暗号はデジタルの「鍵」がないと解けない。しかし十分な時間と性能の高いコンピューターがあれば、暗号は破ることができる。

magSR20210211creatingthequantuminternet-3.jpg

量子通信を可能にする光子を送信するデバイス ©ÖAW/Klaus Pichler

量子通信の場合には、光の粒子(光子)を使って鍵がつくられる。量子物理学の原理によれば、この鍵と全く同じコピーをつくることはできず、暗号化されたメッセージは読めない。

この量子通信の概念は既に実現されており、国家間での機密情報のやりとりなどに使われている。しかし費用がかさむ上に専門的な技術が必要なため、一般向けには実用化されていない。

過去の量子通信技術は、いわばトランシーバーのようなものだ。安全なやりとりをするには、1人の相手について1つのデバイスを持つ必要があった。3人の間で交信する場合には、3組=6個のデバイスが必要だった。

この段階では、個々のデバイスが鍵を共有する必要があるため、送信機と受信機の両方の役割を果たしている。だが私たちのモデルでは、中央の送信機からデバイスに光子を送って鍵をつくる。だから、ユーザーの手元にはデバイスが1つあれば済むことになる。

これを可能にするのが、量子物理学の重要な原理である「もつれ」だ。光子をもう1つの光子と絡ませ、離れた場所にあっても測定上は同一の動きをさせる仕組みのことをいう。

2人のユーザー間で通信する場合、送信機から2人に「もつれ」状態にある1対の光子が送信される。ユーザーの端末はこれらの光子から、それぞれ1つの鍵を作成する。2人はそれを使ってメッセージを暗号化し、安全にやりとりができる。

magSR20210211creatingthequantuminternet-2.jpg

データの機密性を守る量子インターネットの概念図 Holly Caskie

さらに私たちの新しいモデルでは、信号の結合や分離を行う一般的な通信技術の「多重化」を活用することで、もつれ状態にある光子のペアを一度に複数の組み合わせの人に送信できる。各ユーザーに多くの信号を同時解読できる方法で送信することもできる。

こうしてトランシーバーを、複数が参加するビデオ通話に近いシステムに置き換えられる。

この概念については、サンプルは少ないながらもテストを進めている。通信速度の改善や、複数のネットワークの相互接続を実現するための取り組みを行っているところだ。

今後数年で経済界のパートナーと共に、さらに優れた量子ネットワークの開発を目指したい。

(筆者の研究は、英国家量子技術プログラムおよびEPSRC量子通信ハブの支援を受けている)

The Conversation

Siddarth Koduru Joshi, Research Fellow in Quantum Communication, University of Bristol

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.

<2021年2月16日号「いま知っておきたい 量子コンピューター」特集より>

20210413issue_cover150.jpg
※画像をクリックすると
アマゾンに飛びます

4月13日号(4月6日発売)は「岐路のビットコイン」特集。大企業や金融大手も次々と参入開始。果たしてバブルは弾けるのか、それとも?[PLUS]新トレンド「NFT」を知る。


ニュース速報

ワールド

米最高裁判事の増員検討へ、バイデン氏が大統領令で委

ワールド

中国、アリババに27.5億ドルの罰金 独禁法違反で

ワールド

アングル:女性の経済政策リーダー続々、コロナ禍克服

ビジネス

アングル:メキシコ対ブラジル、投資家振り回した大統

MAGAZINE

特集:岐路のビットコイン

2021年4月13日号(4/ 6発売)

大企業や金融大手が次々と参入を開始。膨らみ続けるバブルははじけるのか、それとも?

人気ランキング

  • 1

    緑豊かな森林が枯死する「ゴーストフォレスト」が米国で広がっている

  • 2

    北米からシカの狂牛病=狂鹿病が、世界に広がる......

  • 3

    洪水でクモ大量出現、世界で最も危険な殺人グモも:シドニー

  • 4

    「よい誤解」だから許される? 日本の「ハーフ観」…

  • 5

    カミカゼ・ドローンで戦況は一変 米軍「最強」の座…

  • 6

    硬貨大のブラックホールが地球を破壊する

  • 7

    あなたが仕事を始めないのは「やる気が出るのを待って…

  • 8

    「日本のお金で人殺しをさせないで!」ミャンマー国…

  • 9

    今年のアカデミー賞候補はハズレなし! 一方で過去…

  • 10

    障がいを持ち、産みの親に捨てられた少女を偉大なア…

  • 1

    太平洋上空の雲で史上最低気温、マイナス111度が観測される

  • 2

    観測されない「何か」が、太陽系に最も近いヒアデス星団を破壊した

  • 3

    カミカゼ・ドローンで戦況は一変 米軍「最強」の座も危うい

  • 4

    硬貨大のブラックホールが地球を破壊する

  • 5

    アマゾンに慣れきった私たちに、スエズ運河の座礁事…

  • 6

    マスクなしでスーパーを埋め尽くす「買い物テロ」に…

  • 7

    北米からシカの狂牛病=狂鹿病が、世界に広がる......

  • 8

    緑豊かな森林が枯死する「ゴーストフォレスト」が米…

  • 9

    洪水でクモ大量出現、世界で最も危険な殺人グモも:…

  • 10

    こんなに動いていた! 10億年のプレートの移動が40秒…

  • 1

    太平洋上空の雲で史上最低気温、マイナス111度が観測される

  • 2

    誤って1日に2度ワクチンを打たれた男性が危篤状態に

  • 3

    観測されない「何か」が、太陽系に最も近いヒアデス星団を破壊した

  • 4

    国際宇宙ステーションで新種の微生物が発見される

  • 5

    「夜中に甘いものが食べたい!」 欲望に駆られたとき…

  • 6

    30代男性が急速に「オジサン化」するのはなぜ? やり…

  • 7

    親指の爪ほどの貝がインフラを破壊する 侵略的外来…

  • 8

    EVはもうすぐ時代遅れに? 「エンジンのまま完全カー…

  • 9

    孤独を好み、孤独に強い......日本人は「孤独耐性」…

  • 10

    ブッダの言葉に学ぶ「攻撃的にディスってくる相手」…

PICTURE POWER

レンズがとらえた地球のひと・すがた・みらい

投資特集 2021年に始める資産形成 英会話特集 Newsweek 日本版を読みながらグローバルトレンドを学ぶ
日本再発見 シーズン2
CCCメディアハウス求人情報
定期購読
期間限定、アップルNewsstandで30日間の無料トライアル実施中!
Wonderful Story
メンバーシップ登録
CHALLENGING INNOVATOR
売り切れのないDigital版はこちら
World Voice

MOOK

ニューズウィーク日本版別冊

好評発売中

STORIES ARCHIVE

  • 2021年4月
  • 2021年3月
  • 2021年2月
  • 2021年1月
  • 2020年12月
  • 2020年11月