双方向量子鍵共有法の量子論を用いない性能評価と最良の鍵共有法の構成

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量子鍵共有プロトコル(QKD)において、通信路の雑音が大きいときに双方向の古典通信を用いてより多くの秘密鍵を取り出す方法が従来法として知られているが、その方法は通信路の雑音が小さいときには、一方向の古典通信を用いるQKDに比べて取り出せる秘密鍵の量が少ないという問題店があった。本研究では双方向通信を用いる従来のQKDにおける双方向の古典通信の情報を圧縮して送ることにより、盗聴者に知られてしまう情報量を削減し、取り出せる秘密鍵の量が多い新しいQKDを提案した。提案方法は、すべての雑音の大きさにおいて一方向に古典通信を行うQKDよりも取り出せる秘密鍵の量が多い。また、関連して以下のような研究を行った。従来のQKDは二者が秘密鍵を共有するためのプロトコルで、量子エンタングルメントを用いずに実現されている。一方三者が同時に秘密鍵を共有するプロトコルで、エンタングルメントを用いない方式は知られていなかった。エンタングルメントを用いると装置化が難しくなるので、エンタングルメントを用いずに三者が同時に秘密鍵を共有する量子プロトコルを提案し、その無条件安全性を証明した。