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衛星を使った量子鍵配送と量子テレポーテーションに成功

Nature ダイジェスト Vol. 15 No. 1 | doi : 10.1038/ndigest.2018.180130

原文:Nature (2017-09-07) | doi: 10.1038/549041a | Quantum signals could soon span the globe

Eleni Diamanti

量子通信は、古典的な通信方法に対して多くの利点を持つが、信号の伝送距離はこれまで数百kmが限界だった。今回、中国の2つの研究が人工衛星を使ってこの限界を破り、地球規模の量子通信ネットワークの実現に近づいた。

光の量子的性質は、それを古典物理学では不可能なやり方で通信手段として使うことができる。例えば、光の量子的性質を利用して、暗号化されたメッセージを絶対的な安全性で交換することができ、また、ある対象に関する情報を対象そのものを送らずに転送することができる。しかし、光ファイバーなどの典型的な量子通信経路では、通信距離が長くなるとともに失われる光子も多くなるため、情報の送信器と受信器の間の距離は厳しく制限される。今回、中国科学技術大学(安徽省合肥市)のJian-Wei Pan(潘建偉)が率いる研究グループのSheng-Kai Liao(廖勝凱)ら1と、同じ研究グループのJi-Gang Ren(任継剛)ら2はそれぞれ、地球周回軌道を回る衛星と地上局との間の量子通信を成功させ、Nature 2017年9月7日号43ページ70ページで報告した。衛星と地上局間では、光子は主に真空の空間を通過するので、光子の損失は最小限に抑えられる。この結果、彼らは、これまでの研究3,4で達成された通信距離を数百kmも延長した。これは、地球規模の量子通信の実現に向けて画期的な成果だ。

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Nature ダイジェスト Online edition: ISSN 2424-0702 Print edition: ISSN 2189-7778

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