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中国の科学者、1002キロの無中継光ファイバー量子鍵配送を実現／新華社通信
新華社 によるストーリー • 昨日 19:15
https://www.msn.com/ja-jp/news/world/%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E3%81%AE%E7%A7%91%E5%AD%A6%E8%80%85-1002%E3%82%AD%E3%83%AD%E3%81%AE%E7%84%A1%E4%B8%AD%E7%B6%99%E5%85%89%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%90%E3%83%BC%E9%87%8F%E5%AD%90%E9%8D%B5%E9%85%8D%E9%80%81%E3%82%92%E5%AE%9F%E7%8F%BE/ar-AA1c1Irh?ocid=msedgdhp&pc=U531&cvid=92565fd0c4a247a890e13324304c2272&ei=19
【新華社合肥6月2日】中国科学技術大学はこのほど、同大の潘建偉（はん・けんい）、張強（ちょう・きょう）両氏らと清華大学の王向斌（おう・こうひん）氏、済南量子技術研究院の劉洋（りゅう・よう）氏、中国科学院上海マイクロシステム・情報技術研究所（SIMIT）の尤立星（ゆう・りつせい）、張偉君（ちょう・いくん）両氏らによる共同実験で、低クロストーク位相参照信号制御、極低ノイズ単一光子検出器などの技術開発を通じて、光ファーバーでの1002キロのポイント・ツー・ポイント長距離量子鍵配送（QKD）を実現させ、無中継光ファイバーQKD伝送距離の世界記録を打ち立てただけでなく、メトロポリタンエリアにおける量子通信高速バックボーンリンクのプランを提供した。
量子鍵配送は、量子力学の基本原理に基づいており、ユーザー間で安全な鍵配送を行うことができ、さらには「ワンタイムパッド」の暗号化方式と結び付け、安全性が最も高い秘密通信を実現することもできる。だが、QKDの距離はこれまでずっと通信用光ファイバーの固有損失や検出器ノイズなどの要因による制約を受けてきた。ツインフィールドQKDプロトコルは単一光子干渉の特性を利用したもので、QKDシステムの動作距離を効果的に高めることができる。
今回の取り組みの中で、研究チームは王向斌氏らが提起した「送信・非送信」ツインフィールドQKDプロトコルを採用し、また、光ファイバー大手の長飛光繊光纜と協力して、「純二酸化ケイ素ファイバーコア」技術に基づく超低損失光ファーバーを採用した。中国科学院上海マイクロシステム・情報技術研究所が極低ノイズ超伝導単一光子検出器を開発し、研究チームはさらに時分割多重化による2波長位相評価プランを開発した。
今回の取り組みでは最長1002キロのツインフィールドQKDを実現し、0.0034bpsのビットレートが得られた。システムパラメータを最適化した後、202キロの光ファーバー距離の下で47.06kbpsのビットレートが得られ、しかも300キロと400キロの光ファイバー距離の下で得られたビットレートは当初の「測定装置と関係のない」QKDに比べ6桁向上した。
研究スタッフは次のように説明している。今回の取り組みでは極長距離の下でのツインフィールドQKDプランの実行可能性が検証され、また、メトロポリタンエリアの光ファイバー距離の下で、このプロトコルを採用すれば、高いビットレートのQKDを実現でき、メトロポリタンエリアにおける量子通信バックボーンリンクの使用に適合することが検証された。
研究成果はこのほど、国際学術誌「フィジカル・レビュー・レターズ」に掲載された。
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