まるで聖徳太子のように一度に複数の計算をする「量子コンピュータ」とは？　「量子暗号」とは何？ : サイエンスジャーナル

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情報通信の道具としては様々なものがつかわれている。一番身近なのは音である。私たちは音声を発して会話する。

次に使われたのが電気である。電話は電話線でつながっている。次に使われたのが電磁波である。携帯は電磁波を利用している。

そして最近は、ＣＭでもおなじみになった「光」である。光はもっとも速いスピードで情報を伝える。

次はどんな方法で情報革命が起きるのだろうか？

現在の電気通信技術の物理的限界を超える革命的な技術として、量子力学に基づく情報処理・伝送を行う「量子情報通信技術」が注目されている。

量子情報通信技術とは簡単にいうと光や電気などが「波」の性質を利用して情報を伝えるものであるのに対し、電子や光などの「粒」の性質を利用して情報を伝える方法だ。

聖徳太子は一度に十人の話を聞き分けることができたという。この技術によると今まで１通りの計算しかできなかったものが、何通りも同時に計算できるらしい。

今回ＮＥＣではこの技術を使った量子暗号の通信実験に成功した。

今日は量子情報通信や量子暗号について調べる。（参考HP　Wikipedia）

関連するニュース
「量子暗号」の通信実験に成功　ＮＥＣなど

量子暗号通信のしくみ

盗聴による被害を防ぐ「量子暗号」と呼ばれる技術の通信実験に、実用に使われる装置を使って成功したと、科学技術振興機構とＮＥＣなどのチームが１７日発表した。数年後の実用化をめざす。

量子暗号は、情報を相手に送る際、内容を暗号化したうえ、暗号を解く鍵も相手に送る。この鍵は、盗聴技術が今後どんなに発達しても盗聴できないことが理論的に証明されているが、実際のシステムで実現した例はなかった。

チームは、相手が受け取った鍵のデータから途中で盗聴された分を割り出し、それをデータから削除し新しい鍵を作り直す工夫をした。その結果、光ファイバーで結んだ通信実験に成功した。盗聴による被害を事実上なくせることを確認したという。（asahi.com　2007年01月18日）

量子暗号とは？

量子力学の理論を用いた暗号技術。盗聴しようとすると内容が無意味になり、盗聴されたことがわかる「究極の」暗号技術。

量子通信ではデータを運ぶ媒体として光子の量子状態を利用する。量子力学の世界では、素粒子の量子状態にまったく変化を与えずに「観測」することは不可能である。このため、量子暗号を通信経路上で盗聴しようとすると、量子状態が変化してしまい読み出すことができず、また、途中で盗聴されたことが確実に検出される。送受信には通常の光ファイバーを利用し、一般的な光通信で用いられる1550nmの長波長帯を用いる。

数学的な計算困難性に基づく現在の暗号化技術は、強力なコンピュータが登場すれば解読されてしまううえ、通信途上で盗聴されてもデータ本体からそれを検知することはできない。量子暗号は原理的に解読不能な非常に強力な暗号と言える。

量子コンピュータとは？

従来の計算機（量子計算機に対して、古典計算機という）は1ビットにつき、0か1の何らかの値しか持ち得ないのに対して、量子計算機では量子ビット（qubit）により、1ビットにつき0と1の値を任意の割合で重ね合わせて保持することが可能である。この量子ビットを複数利用して、量子計算機は古典計算機では実現し得ない並列性を実現している。

量子情報通信とは？

現在の情報通信技術（古典情報通信技術）が電気や光などの「波」の性質を利用して情報を伝達する技術であるのに対して、電子や光などの「粒子」の性質を利用して情報を処理・伝送しようという技術です。量子情報通信の原理は主に、量子力学における「量子重ね合わせ」「観測による射影」「量子もつれ合い」という三つの基本的性質を用いることにより、実現されます。

この量子情報通信技術により、古典情報通信技術の世界では実現不可能な様々な機能　−例えば、絶対に解読不可能な暗号通信（量子暗号）、Shannonの定理の限界を打破する超高速通信（量子通信）、現在のスーパーコンピュータの能力を凌駕する超並列・高速情報処理（量子コンピュータ）−が実現される可能性があることが理論的に証明されています。