量子情報科学：量子アクセスネットワーク

量子鍵配送（QKD）の安全性は理論的に証明され、将来の情報交換の保護方式に革命を起こすかもしれない。いくつかのフィールドテストにより、QKDは暗号鍵の交換に対して信頼性の高い技術であることが証明され、またポイント・ツー・ポイント接続のノードネットワークが実証された。しかし、これまで、高いセキュリティの専用ネットワークにおける特定の応用分野を越えて、QKDの応用範囲をどのように広げるかという質問に対して納得のいく答えは得られていない。今回我々は、「量子アクセスネットワーク」の概念を導入し、実験により実証する。このスキームは、単純で費用効果の高い通信技術に基づいており、量子ネットワークのユーザー数を大幅に増やし、その魅力を大きく広げる可能性がある。我々は、ネットワークノードに配置された1台の高速単一光子検出器は、このノードと秘密鍵を交換する最大で64人のユーザーの間で共有できるため、このネットワークに加わる各ユーザーに対するハードウエア要件が著しく減少することを示す。このポイント・ツー・マルチポイントアーキテクチャーによって、QKDの幅広い応用を制限している主要な障害の1つが取り除かれる。これは、効率よくリソースを利用するマルチユーザーQKDネットワークを実現する実行可能な方法を示しており、QKDを幅広く活用できる技術へと近づける成果である。

目次へ戻る