東芝、理論上“盗聴が不可能”な量子暗号通信システムの実証実験を開始

量子暗号通信システムのイメージ

　東芝は16日、理論上“盗聴が不可能”な量子暗号通信システムの実証試験を開始したと発表した。実データを用いた量子暗号通信システムの実証実験は国内初となる。

　量子暗号通信は、光子の量子力学的な性質を利用し、盗聴されることなく暗号鍵を共有できる通信手段。一般的な光通信では、大量の光子を使い1bitのデータを送信するが、量子暗号通信では光子1個に1bitのデータを載せて送信する。このため盗聴されると光子の状態が変化し、確実に盗聴を検知できる。

　この盗聴されていないと保証された暗号鍵を、次々に更新しながらデータの暗号化を行なうことで、通信データの盗聴を理論上不可能にする。

　実証実験に使われるシステムは、東芝ライフサイエンス解析センター(以下解析センター)において、日本人ゲノム解析ツール「ジャポニカアレイ」を用いて解析したゲノム解析データを、この量子暗号通信システムにより暗号化、7km離れたところにある東北大学 東北メディカル・メガバンク(以下メガバンク)に送信する。実証期間は2017年8月までの2年間で、長期運用における通信速度の安定性や、天候/温度による変化が光ファイバーに与える影響度を調べる。

　両システム間は2本の光ファイバー専用線を用いて接続される。うち1本はメガバンクから単一光子を用いた暗号鍵の送信に使われる。解析センターでは受信装置に加えて光子検出器を備えており、取り出した暗号鍵を用いて、ゲノム解析データを暗号化する。そしてもう1本の光ファイバーでこの暗号化されたゲノム解析データをメガバンクに送信する仕組みとなっている。

システムの模式図

　東芝は2003年から量子暗号通信に関する基礎研究を開始し、2010年に欧州研究所において1Mbpsの量子暗号鍵送信を達成、2014年には既設の光ファイバーを用いた34日間の連続安定稼働を成功させていた。

　今回の実証実験で得られた成果を元に、機密情報や個人情報を扱う官公庁や医療機関での利用を想定し、5年以内の実用化を目指すという。