JP5571832B1 - Transmitter / receiver in quantum cryptography communication - Google Patents

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Abstract

【課題】量子暗号の送受信装置から外部に漏れる可能性のある情報量を極めて小さくし、量子暗号の安全性を向上させる手段を提供する。
【解決手段】送信装置は、量子暗号通信の送信信号光を生成する信号生成部と、信号生成部の内部から外部へ、またはその逆向きの光の透過の可否を制御する制御部を含み、信号生成部は、入力されたパルス光を変調する変調部を備え、制御部は、変調部が入力されたパルス光を変調する時刻を含む所定時間区間における変調部の状態が信号生成部の外部から測定されないように光の透過の可否を制御する。また、受信装置は、量子暗号通信の送信信号光を受信する信号受信部と、信号受信部の内部から外部へ、またはその逆向きの光の透過の可否を制御する制御部を含み、制御部は、信号受信部で送信信号光を受信するときに生じた光が制御部に到達する時刻を含む所定時間区間において光が透過しないように、光の透過の可否を制御する。
【選択図】図3
Kind Code: A1 To provide a means for improving the security of quantum cryptography by minimizing the amount of information that can be leaked outside from a quantum cryptography transmitting / receiving device.
A transmission device includes a signal generation unit that generates transmission signal light of quantum cryptography communication, and a control unit that controls whether light can be transmitted from the inside of the signal generation unit to the outside or vice versa. The signal generation unit includes a modulation unit that modulates the input pulsed light, and the control unit determines that the state of the modulation unit in a predetermined time period including the time at which the modulation unit modulates the input pulsed light is outside the signal generation unit. The light transmission is controlled so as not to be measured. The receiving device includes a signal receiving unit that receives the transmission signal light of the quantum cryptography communication, and a control unit that controls whether light can be transmitted from the inside of the signal receiving unit to the outside or vice versa. Controls whether or not light can be transmitted so that the light generated when receiving the transmission signal light at the signal receiving unit does not transmit in a predetermined time interval including the time when the light reaches the control unit.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、光学的シャッターを用いた量子暗号通信における送受信装置の安全性向上に関する。   The present invention relates to improving the safety of a transmission / reception apparatus in quantum cryptography communication using an optical shutter.

量子暗号とは、量子通信を使って、ランダムで第三者と相関の無いビット列を送受信者間に供給するプロトコルの総称であり、数々の種類のプロトコルが提案され実装実験もなされている(DARPA/ SECOQC/ Tokyo QKD Network)。そして、そのうちの多くのプロトコルにおいて、装置に不完全がない場合には無条件に安全(物理法則的に許される全ての操作を実行可能な第三者に対しても、無相関となる事が保障されている)である事が示されている。量子暗号の安全性は次のような能力を持った盗聴者
・送受信されている光に対しては任意の操作ができる
・送受信者の装置構成は知っている。
・送受信者の内部状態(乱数を使って生成した状態・観測結果等)は知りえない。
を想定し、送受信者の測定が理想化されたデバイスと考えてよいと仮定した場合に証明されたものである。しかしながら、現実的にこれらのプロトコルを実装しようとした場合、理想的なモデルとのずれから数々の欠陥の可能性が指摘されている。そのうちの一つとして、外部から送受信者の状態が観測できてしまう、すなわち、外部から覗き見ができてしまうという問題が指摘されている。
Quantum cryptography is a general term for protocols that use quantum communication to supply random and uncorrelated bit sequences between senders and receivers, and various types of protocols have been proposed and implemented (DARPA). / SECOQC / Tokyo QKD Network). In many of these protocols, if the equipment is not incomplete, it can be unconditionally safe (even a third party who can perform all operations permitted by the laws of physics). Guaranteed). The security of quantum cryptography is as follows: An eavesdropper with the following capabilities: Any operation can be performed on the transmitted / received light.
・ The internal state of the sender and receiver (states generated using random numbers, observation results, etc.) is unknown.
This is proved when it is assumed that the measurement of the sender / receiver is an idealized device. However, when actually trying to implement these protocols, the possibility of numerous defects has been pointed out from the deviation from the ideal model. As one of the problems, it has been pointed out that the state of the sender / receiver can be observed from the outside, that is, the peep from outside can be observed.

このような欠陥に対処する方法として、例えば非特許文献1においては、付加的に加えた測定装置によって外部からの光の強度を測定し、さらに外部からの攻撃方法を仮定する事で、余分に外部に漏れる可能性のある情報量の上限を推定し、推定した情報量が大きい時には鍵を生成しないことで対処している。   As a method for dealing with such a defect, for example, in Non-Patent Document 1, extraneous light is measured by measuring the intensity of light from the outside with an additional measuring device and further assuming an attack method from the outside. The upper limit of the amount of information that may leak to the outside is estimated, and when the estimated amount of information is large, no key is generated.

Christian Kurtsiefer, Patrick Zarda, Sonja Mayer & Harald Weinfurter, "The breakdown flash of silicon avalanche photodiodes-back door for evesdropper attacks," J. Mod. Opt, Vol. 48, Issue13, pp.2039-2047, 2001.Christian Kurtsiefer, Patrick Zarda, Sonja Mayer & Harald Weinfurter, "The breakdown flash of silicon avalanche photodiodes-back door for evesdropper attacks," J. Mod. Opt, Vol. 48, Issue13, pp.2039-2047, 2001. A.Vakhitov, V. Makarov and D. R. Hjelme, "Large pulse attack as a method of conventional optical eavesdropping in quantum cryptography." J. Mod. Opt., Vol. 48, , pp. 2023-2038 (2001).A. Vakhitov, V. Makarov and D. R. Hjelme, "Large pulse attack as a method of conventional optical eavesdropping in quantum cryptography." J. Mod. Opt., Vol. 48,, pp. 2023-2038 (2001). C.H. Bennett, G. Brassard, "Quantum Cryptography: Public Key Distribution and Coin Tossing", Proceedings of IEEE International Conference on Computers Systems and Signal Processing, Bangalore India, pp 175-179, December 1984.C.H.Bennett, G. Brassard, "Quantum Cryptography: Public Key Distribution and Coin Tossing", Proceedings of IEEE International Conference on Computers Systems and Signal Processing, Bangalore India, pp 175-179, December 1984. A. K. Ekert, "Quantum cryptography based on Bell’s theorem", Phys. Rev. Lett. 67, 661-663, 1991.A. K. Ekert, "Quantum cryptography based on Bell ’s theorem", Phys. Rev. Lett. 67, 661-663, 1991. C. H. Bennett, "Quantum cryptography using any two nonorthogonal states", Phys. Rev. Lett. 68, 3121−3124, 1992.C. H. Bennett, "Quantum cryptography using any two nonorthogonal states", Phys. Rev. Lett. 68, 3121-3124, 1992. K. Inoue, E. Waks, and Y. Yamamoto, "Differential-phase-shift quantum key distribution using coherent light", Phys. Rev. A. 68, 022317, 2003.K. Inoue, E. Waks, and Y. Yamamoto, "Differential-phase-shift quantum key distribution using coherent light", Phys. Rev. A. 68, 022317, 2003. A. Acin, N. Brunner, N. Gisin, S. Massar, S. Pironio, and V. Scarani, "Device-Independent Security of Quantum Cryptography against Collective Attacks", Phys. Rev. Lett. Vol. 98, 230501, 2007.A. Acin, N. Brunner, N. Gisin, S. Massar, S. Pironio, and V. Scarani, "Device-Independent Security of Quantum Cryptography against Collective Attacks", Phys. Rev. Lett. Vol. 98, 230501, 2007.

非特許文献1の方法では、外部に漏れる可能性のある情報量を推定することはできるが、外部に情報が漏れてしまうこと自体を防ぐことはできない。   With the method of Non-Patent Document 1, it is possible to estimate the amount of information that may leak outside, but it is not possible to prevent the information itself from leaking outside.

本発明は、外部に漏れる情報量が極めて小さいような送受信装置を提供する。   The present invention provides a transmission / reception apparatus in which the amount of information leaked to the outside is extremely small.

これは、上述の外部から覗き見ができてしまうという問題を解決する手段を提供する事を特長としている。   This is characterized in that it provides means for solving the above-described problem of peeping from the outside.

送受信者は信号光を発信又は受信しなければならないため、入出力ポートを必ず備えている。しかし、その入出力ポートは、盗聴者が内部状態を観察しようとした場合の有望な入出力ポートともなる。しかし、送受信のために入出力ポートを開けていなければならないタイミングと、入出力ポートを開けていると盗聴者に内部状態を観察される危険性が生じるタイミングは必ずしも同じではない。本発明は、この二つのタイミングが異なるように送受信者装置等を設計し、前者の時のみ窓を光が透過するようにすることで覗き見問題を解決するものである。   Since the sender / receiver must transmit or receive signal light, the transmitter / receiver always has an input / output port. However, the input / output port is also a promising input / output port when an eavesdropper attempts to observe the internal state. However, the timing at which the input / output port must be opened for transmission and reception is not necessarily the same as the timing at which the eavesdropper can observe the internal state if the input / output port is opened. The present invention solves the peeping problem by designing a transceiver apparatus or the like so that these two timings are different and allowing light to pass through the window only in the former case.

なお、ここでの「内部状態」とは、送信した信号光の種類又は受信した観測結果の種類に依存して変わる内部状態のみを指す。   Here, the “internal state” refers only to an internal state that changes depending on the type of transmitted signal light or the type of received observation result.

従来の量子暗号通信における送信装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the transmitter in the conventional quantum cryptography communication. 本発明の送信装置の原理を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the principle of the transmitter of this invention. 本発明の量子暗号通信における送信装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the transmitter in the quantum cryptography communication of this invention. 従来の量子暗号通信における受信装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the receiver in the conventional quantum cryptography communication. 本発明の受信装置の原理を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the principle of the receiver of this invention. 本発明の量子暗号通信における受信装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the receiver in the quantum cryptography communication of this invention.

[送信者における窓の開け閉め]
[従来例]
従来の量子暗号通信における送信装置の例を図1に示す。
[Opening and closing the window at the sender]
[Conventional example]
An example of a transmission apparatus in conventional quantum cryptography communication is shown in FIG.

図1の送信装置は、パルス光を発生するレーザ光源1と、パルス光を50:50で分岐するビームスプリッタ(BS1)2と、ミラー3a、3bと、時間差τの光路差を有し干渉計を構成する2つのアーム4a、4bと、長い方のアーム4aの光の位相を変調する位相変調器PM5と、2つのアームからの光を50:50で合波するビームスプリッタ(BS2)6とを備えている。   1 has a laser light source 1 that generates pulsed light, a beam splitter (BS1) 2 that splits pulsed light at 50:50, mirrors 3a and 3b, and an optical path difference of time difference τ. Two arms 4a and 4b, a phase modulator PM5 that modulates the phase of the light of the longer arm 4a, and a beam splitter (BS2) 6 that multiplexes the light from the two arms at 50:50 It has.

レーザ光源1からは、単一光子レベルではなく、比較的大きな強度のパルス光が出射される。このパルス光は、50:50のビームスプリッタ(BS1)2で分岐される。干渉計の短い方のアーム4bを通った光は、ビームスプリッタ(BS1)2から参照光として出力される。一方、干渉計の長い方のアーム4aを通った光は、位相変調器PM5で2値{0,δ}のどちらかに確率1/2でランダムに位相変調され、ビームスプリッタ(BS2)6から位相変調光として出力される。この位相変調光は、参照光に対して、干渉計の2つのアームの光路差に応じて時間差τだけ遅延されている。これにより、同じ強度で同じ周波数をもつ2つの連続する参照光と位相変調光が生成される。ここで、光の強度および位相変調の値δは、送信機端において、量子雑音(量子揺らぎ)による信号状態拡がりが一部重なりあう程度に予め設定しておく。   The laser light source 1 emits pulse light having a relatively large intensity, not a single photon level. This pulsed light is branched by a 50:50 beam splitter (BS1) 2. The light that has passed through the shorter arm 4b of the interferometer is output as reference light from the beam splitter (BS1) 2. On the other hand, the light that has passed through the longer arm 4a of the interferometer is randomly phase-modulated by the phase modulator PM5 to one of the binary values {0, δ} with a probability of 1/2, and is output from the beam splitter (BS2) 6. Output as phase-modulated light. This phase-modulated light is delayed with respect to the reference light by a time difference τ according to the optical path difference between the two arms of the interferometer. As a result, two consecutive reference lights and phase-modulated lights having the same intensity and the same frequency are generated. Here, the light intensity and the phase modulation value δ are set in advance at the transmitter end so that the signal state spread due to quantum noise (quantum fluctuation) partially overlaps.

以上のようにして生成された参照光と位相変調光とが、出力ポート7を通して送信装置の外部に出力される。   The reference light and the phase-modulated light generated as described above are output to the outside of the transmission device through the output port 7.

[本発明の原理]
送信者の内部状態が外部に観測されることは、主に光(覗き見光)が窓から照射され、送信装置内の位相変調器にあたって反射された反射光が窓から出てくることによって実現される(非特許文献1、非特許文献2)。反射光を解析すると、位相変調器の状態を解析することができる。位相変調器による変調の度合いで送信装置が出力する信号光の種類を決定しているため、位相変調器の状態を解析することで、送信装置から出力される信号光を推定することができる。
[Principle of the present invention]
The internal state of the sender can be observed externally by mainly irradiating light (peepsing light) from the window and reflecting light reflected by the phase modulator in the transmitter coming out of the window. (Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2). When the reflected light is analyzed, the state of the phase modulator can be analyzed. Since the type of the signal light output from the transmission device is determined based on the degree of modulation by the phase modulator, the signal light output from the transmission device can be estimated by analyzing the state of the phase modulator.

ただし、位相変調器を覗き見して得た情報から、送信装置から出力される信号光を推定するためには、その信号光を位相変調器が変調させている時刻の位相変調器の状態を観測する必要がある。   However, in order to estimate the signal light output from the transmission device from the information obtained by peeking at the phase modulator, the state of the phase modulator at the time when the phase modulator modulates the signal light is determined. It is necessary to observe.

位相変調器の状態を観測するための外部からの光(以下「覗き見光」と呼ぶ)は、出力ポート(以下「窓」と呼ぶ)から入力される。すなわち、出力しようとしている信号光の種類に応じて位相変調器の変調度を変化させている時刻に窓が開いていると、外部から位相変調器の状態を覗き見することができる。言い換えれば、この時間に窓が閉まっていれば、仮に外部から覗き見されたとしても送信装置が出力する信号の種類に関する情報が漏れることはない。   Light from the outside for observing the state of the phase modulator (hereinafter referred to as “seeing light”) is input from an output port (hereinafter referred to as “window”). That is, if the window is opened at the time when the modulation degree of the phase modulator is changed according to the type of signal light to be output, the state of the phase modulator can be viewed from the outside. In other words, if the window is closed at this time, information regarding the type of signal output from the transmission device will not be leaked even if it is viewed from the outside.

図2に概念図を示す。簡単のためレーザ光源と位相変調器と窓が一次元上に配置されているものとし、レーザ光源の位置をL0、位相変調器の位置座標をL1、窓の位置座標をL2としている。また、光の速度が図2における斜め45度の直線に対応するものとして、レーザ光源から信号光が出力される時刻t1、位相変調器から変調された信号光が出力される時刻t2、位相変調器から出力された信号光が窓に到達する時刻t3、外部からの覗き見光が窓に到達する時刻t0、外部からの覗き見光が位相変調器に到達する時刻t3を図示したものである。   FIG. 2 shows a conceptual diagram. For simplicity, it is assumed that the laser light source, the phase modulator, and the window are arranged one-dimensionally, the position of the laser light source is L0, the position coordinate of the phase modulator is L1, and the position coordinate of the window is L2. Further, assuming that the speed of light corresponds to a 45 ° oblique line in FIG. 2, time t1 when signal light is output from the laser light source, time t2 when signal light modulated from the phase modulator is output, and phase modulation The time t3 when the signal light output from the detector reaches the window, the time t0 when the peeping light from the outside reaches the window, and the time t3 when the peeping light from the outside reaches the phase modulator are illustrated. .

一般に、レーザ光源と、位相変調器と、窓と、の間には物理的な距離がある。よって、レーザ光源から出力される信号光が位相変調器に到達する時刻t2と、その信号光が窓に到達する時刻t3とは互いに等しくない。   In general, there is a physical distance between the laser light source, the phase modulator, and the window. Therefore, the time t2 when the signal light output from the laser light source reaches the phase modulator and the time t3 when the signal light reaches the window are not equal to each other.

同様に、覗き見光が窓に到達する時刻t0と、覗き見光が位相変調器に到達する時刻t2とは互いに等しくない。外部から信号光に関する情報を得るためには、時刻t2に覗き見光が位相変調器に到達している必要がある。よって、それよりも前の時刻t0に覗き見光は窓に到達していなければならない。   Similarly, the time t0 when the peeping light reaches the window and the time t2 when the peeking light reaches the phase modulator are not equal to each other. In order to obtain information on the signal light from the outside, the peeping light needs to reach the phase modulator at time t2. Therefore, the peeping light must reach the window at time t0 before that.

一方、位相変調器から出力される信号光が窓に到達する時刻t3は、時刻t0よりも後の時刻であるので、時刻t0において窓が閉まっていても、信号光の送信の妨げにはならない。   On the other hand, the time t3 at which the signal light output from the phase modulator reaches the window is a time later than the time t0. Therefore, even if the window is closed at the time t0, transmission of the signal light is not hindered. .

すなわち、時刻t0では窓が閉まっており、時刻t3では窓が開いているように、窓を開け閉めすれば、仮に外部から覗き見されたとしても送信装置が出力する信号の種類に関する余分な情報が漏れることがないような送信装置を実現することができる。   In other words, if the window is opened and closed such that the window is closed at time t0 and the window is opened at time t3, extra information regarding the type of signal output by the transmission device even if it is viewed from the outside. It is possible to realize a transmission device that does not leak.

[実施例1]
以上の原理に基づいて構成される、本発明の送信装置の本実施例にかかる構成を図3に示す。
[Example 1]
FIG. 3 shows a configuration according to this embodiment of the transmission apparatus of the present invention configured based on the above principle.

本実施例の送信装置は、信号生成部8と強度変調器9と制御部10とから構成される。   The transmission apparatus according to this embodiment includes a signal generation unit 8, an intensity modulator 9, and a control unit 10.

信号生成部8は図1で示した従来の量子暗号通信のための送信装置と同じ構成である。本実施例の送信装置は、従来の送信装置と比較すると、信号生成部8の外部に信号生成部8から出力された信号光の強度を変化させる強度変調器9と、強度変調器において透過させる信号光の強度を制御する制御部10とを備える点が異なる。この強度変調器が上述の開け閉め可能な窓の役割を担うものである。従来の量子暗号の送信装置はこの位置に信号光の強度変調以外を目的とした強度変調器は備えていない。   The signal generator 8 has the same configuration as that of the conventional transmission device for quantum cryptography communication shown in FIG. Compared with the conventional transmission apparatus, the transmission apparatus of the present embodiment has an intensity modulator 9 that changes the intensity of the signal light output from the signal generation section 8 outside the signal generation section 8 and transmits the intensity light in the intensity modulator. The difference is that the control unit 10 controls the intensity of the signal light. This intensity modulator serves as the window that can be opened and closed. Conventional quantum cryptography transmitters are not provided with an intensity modulator for purposes other than intensity modulation of signal light at this position.

強度変調器は、信号生成部から出力された信号光(参照光および位相変調光)を、制御部から入力された透過率で透過させて出力する。   The intensity modulator transmits the signal light (reference light and phase modulation light) output from the signal generation unit with the transmittance input from the control unit and outputs the signal light.

制御部は、強度変調器の透過率を制御するものであり、強度変調器の透過率を制御するための制御信号を強度変調器に出力する。   The control unit controls the transmittance of the intensity modulator, and outputs a control signal for controlling the transmittance of the intensity modulator to the intensity modulator.

強度変調器の透過率を変化させることが、窓を開け閉めすることに相当する。透過率を高くすれば入出力ポートを開けることになり、信号生成装置から出力された参照光と位相変調光が伝送路に出力される。一方、透過率を低くすれば入出力ポートを閉めることになり、信号生成装置から出力された参照光や位相変調光が外に漏れださない状態となる。   Changing the transmittance of the intensity modulator corresponds to opening and closing the window. If the transmittance is increased, the input / output port is opened, and the reference light and the phase-modulated light output from the signal generation device are output to the transmission path. On the other hand, if the transmittance is lowered, the input / output port is closed, and the reference light and the phase-modulated light output from the signal generation device are not leaked to the outside.

透過率が高いときは外部からの光も透過させるので、送信装置内部の位相変調器の状態が外部から覗き見されやすいといえる。逆に、透過率が低い時は外部からの光を透過させないため、送信装置内部の位相変調器の状態を外部から観測されることがない。   When the transmittance is high, light from the outside is also transmitted, so that it can be said that the state of the phase modulator inside the transmission device is easily peeped from the outside. Conversely, when the transmittance is low, light from the outside is not transmitted, so that the state of the phase modulator inside the transmission device is not observed from the outside.

制御部は、図2の概念図で示した時刻t0を含み、かつ、時刻t3を含まない範囲の所定時間区間の間は強度変調器の透過率が低く、時刻t3を含み、かつ、時刻t0を含まない範囲の所定時間区間の間は強度変調器の透過率が高くなるように、透過率を制御する。   The control unit includes the time t0 shown in the conceptual diagram of FIG. 2 and has a low transmittance of the intensity modulator during a predetermined time interval not including the time t3, includes the time t3, and includes the time t0. The transmittance is controlled so that the transmittance of the intensity modulator is high during a predetermined time interval in a range not including.

レーザ光源と位相変調器と強度変調器との互いの物理的距離は変化しないので、時刻t1とt0との時間差、および時刻t1とt3との時間差は固定されている。レーザ光源から光を出力する時刻t1と時刻t0との差T1,0=t1−t0と、レーザ光源から光を出力する時刻t1と時刻t3との差T3,1=t3−t1は、以下のようにして、予め求めておくことができる。
1,0=T3,2−T2,1
3,1=T3,2+T2,1
ここで、T2,1は、レーザ光源と位相変調器との距離を光の速度で割った値、すなわち、レーザ光源から出力された信号光が位相変調器に到達するまでに要する時間である。また、T3,2は、位相変調器と強度変調器との距離を光の速度で割った値、すなわち、位相変調器から出力された信号光が強度変調器(窓)に到達するまでに要する時間である。
Since the physical distance between the laser light source, the phase modulator, and the intensity modulator does not change, the time difference between times t1 and t0 and the time difference between times t1 and t3 are fixed. The difference T 1,0 = t1-t0 between the time t1 when the light is output from the laser light source and the time t0, and the difference T 3,1 = t3-t1 between the time t1 and the time t3 when the light is output from the laser light source are: It can be obtained in advance as follows.
T 1,0 = T 3,2 -T 2,1
T 3,1 = T 3,2 + T 2,1
Here, T 2,1 is a value obtained by dividing the distance between the laser light source and the phase modulator by the speed of light, that is, the time required for the signal light output from the laser light source to reach the phase modulator. . T 3 and 2 are values obtained by dividing the distance between the phase modulator and the intensity modulator by the speed of light, that is, until the signal light output from the phase modulator reaches the intensity modulator (window). It takes time.

送信装置の信号光は所定時刻ごとに周期的に送信されるようにプロトコルが設計されていることが多い。すなわち、時刻t1は予め設計により与えられる。よって、制御部は、時刻t1−T1,0の時刻を含み、かつ、時刻t1+T3,1の時刻を含まない範囲の所定時間区間の間は強度変調器の透過率が低く、時刻t1+T3,1を含み、かつ、時刻t1−T1,0を含まない範囲の所定時間区間の間は強度変調器の透過率が高くなるように、透過率を制御すればよい。 In many cases, the protocol is designed so that the signal light of the transmission device is transmitted periodically at a predetermined time. That is, the time t1 is given in advance by design. Therefore, the control unit has a low transmittance of the intensity modulator during a predetermined time interval that includes the time t1−T 1 , 0 and does not include the time t1 + T 3 , 1 and the time t1 + T 3 , 1 and the transmittance may be controlled so that the transmittance of the intensity modulator is high during a predetermined time interval in a range not including time t1- T1,0 .

なお、上述の通り、時刻t1が設計により与えられ、レーザ光源と位相変調器と強度変調器との距離が固定であることから、時刻t2や時刻t3は、時刻t1から自動的に求まる。ゆえに、制御部では、時刻t1の代わりに、時刻t2や時刻t3を基準として強度変調器の透過率を制御してもよい。すなわち、時刻t2−T3,2の時刻を含み、かつ、時刻t1+T3,2の時刻を含まない範囲の所定時間区間の間は強度変調器の透過率が低く、時刻t2+T3,2を含み、かつ、時刻t2−T3,2を含まない範囲の所定時間区間の間は強度変調器の透過率が高くなるように、透過率を制御してもよい。あるいは、時刻t3−2・T3,2の時刻を含み、かつ、時刻t3を含まない範囲の所定時間区間の間は強度変調器の透過率が低く、時刻t3を含み、かつ、時刻t3−2・T3,2を含まない範囲の所定時間区間の間は強度変調器の透過率が高くなるように、透過率を制御してもよい。 As described above, the time t1 is given by design, and the distance between the laser light source, the phase modulator, and the intensity modulator is fixed. Therefore, the time t2 and the time t3 are automatically obtained from the time t1. Therefore, the control unit may control the transmittance of the intensity modulator based on time t2 or time t3 instead of time t1. That is, the transmittance of the intensity modulator is low during a predetermined time interval that includes the time t2-T 3,2 and does not include the time t1 + T 3,2 , and includes the time t2 + T 3,2 . In addition, the transmittance may be controlled so that the transmittance of the intensity modulator is high during a predetermined time interval that does not include the time t2-T3, 2 . Alternatively, wherein the time of the time t3-2 · T 3,2, and, during a predetermined time interval ranges which do not include the time t3 has a low transmittance of the intensity modulator includes a time t3, and time t3- The transmittance may be controlled so that the transmittance of the intensity modulator is high during a predetermined time interval that does not include 2 · T 3 , 2 .

なお、送信装置の信号光は通常周期的に送信されるので、1タイムスロット前に送信された信号光が窓に到達する時刻が、上記の時刻t0と同じにならないように、信号光が光を発出する周期や、レーザ光源、位相変調器、強度変調器の物理的位置を設計しておくこととする。   Since the signal light of the transmission device is normally transmitted periodically, the signal light is light so that the time when the signal light transmitted one time slot before reaching the window does not become the same as the above-described time t0. And the physical positions of the laser light source, the phase modulator, and the intensity modulator are designed.

[変形例]
従来例、実施例1では、簡単のため1個の位相変調器からなる信号生成装置の例で説明をしたが、送信装置の構成は図1に限られるものではなく、量子暗号のプロトコルなどにより異なる。プロトコルによっては位相変調器以外の機器を用いて信号光の種類を変化させる場合もあるし、複数個の信号光の種類を変化させる機器を具備している場合もある。
[Modification]
In the conventional example and the first embodiment, for the sake of simplicity, the example of the signal generation device including one phase modulator has been described. However, the configuration of the transmission device is not limited to that illustrated in FIG. Different. Depending on the protocol, the type of signal light may be changed using a device other than the phase modulator, or a device may be provided that changes a plurality of types of signal light.

上述の位相変調器は、「光学的特性が変化する空間(場所)」の一例である。言い換えれば、「信号光を変調する変調器」の空間的な位置である。信号光を変調するものであれば、位相変調器であっても、強度変調器であっても、その他の変調器であってもよい。ただし、ここでの変調器は、信号光の生成を目的とする変調器、すなわち、信号生成部内部にある変調器である。送信装置における覗き見は、「光学的特性が変化する空間(場所)」に外部から強い光をあて、その反射光を解析することにより行われるので、上述の位相変調器を「光学的特性が変化する空間(場所)」に読み替えて、信号生成部内の全ての「光学的特性が変化する空間(場所)」に対して、当該空間で信号光を変調させている時刻に外部からの光がその空間に到達することがないように、窓を閉めておくことがこの発明の本質である。   The above-described phase modulator is an example of “a space (place) where optical characteristics change”. In other words, it is the spatial position of the “modulator that modulates signal light”. As long as it modulates signal light, it may be a phase modulator, an intensity modulator, or another modulator. However, the modulator here is a modulator for generating signal light, that is, a modulator inside the signal generation unit. Peeping in the transmission device is performed by applying strong light from the outside to the “space (place) where the optical characteristics change” and analyzing the reflected light. "Space changing (place)", and light from the outside at the time when the signal light is modulated in the space for all "space (place) where the optical characteristics change" in the signal generator It is the essence of the present invention that the window is closed so that the space is not reached.

また、窓の役割をする強度変調器は、送信装置内部から外部へ、および外部から送信装置内部への光を透過させる/させない、を光学的に切り替えられるものであれば、他の機構でも構わない。   The intensity modulator that functions as a window may be another mechanism as long as it can optically switch between transmitting and not transmitting light from the inside of the transmitting apparatus to the outside and from the outside to the inside of the transmitting apparatus. Absent.

量子暗号のプロトコルとしては、BB84(非特許文献3)、E91(非特許文献4)、B92(非特許文献5)、DPSQKD(非特許文献6)などが知られている。   Known protocols for quantum cryptography include BB84 (Non-Patent Document 3), E91 (Non-Patent Document 4), B92 (Non-Patent Document 5), DPSQKD (Non-Patent Document 6), and the like.

[受信者における窓の開け閉め]
[従来例]
従来の受信装置の構成例を図4に示す。
[Opening and closing the window at the receiver]
[Conventional example]
A configuration example of a conventional receiving apparatus is shown in FIG.

図4の受信装置は、入力ポート11を通って送信装置から入力された光を50:50で分岐するビームスプリッタ(BS4)12と、ミラー13a、13bと、時間差τの光路差を有し干渉計を構成する2つのアーム14a、14bと、長い方のアーム14aの光の位相を変調する位相変調器15と、2つのアームからの光を50:50で合波するビームスプリッタ(BS3)16と、ビームスプリッタBS1からの光をそれぞれのポートで検出する光子検出器(A)17、(B)18とを備えている。   4 has a beam splitter (BS4) 12 that splits light input from the transmission device through the input port 11 at a ratio of 50:50, mirrors 13a and 13b, and has an optical path difference of a time difference τ and interference. The two arms 14a and 14b constituting the meter, the phase modulator 15 that modulates the phase of the light of the longer arm 14a, and the beam splitter (BS3) 16 that multiplexes the light from the two arms at 50:50 And photon detectors (A) 17 and (B) 18 for detecting light from the beam splitter BS1 at respective ports.

送信装置からの2つの連続する参照光と位相変調光は、伝送路を介して受信装置の入力ポート11に達する。受信装置に入力された参照光と位相変調光は、50:50のビームスプリッタ(BS4)12で分岐される。分岐した参照光のうち干渉計の長い方のアーム14aを通った光は、時間差τの遅延を受け、位相変調器で2値{0,−δ}のどちらかに確率1/2でランダムに位相変調される。一方、分岐した位相変調光のうち干渉計の短いアーム14bを通った光はそのままビームスプリッタ(BS3)16に入射され、干渉計の2つのアームからの光が、50:50のビームスプリッタ(BS3)16で合波される。   Two consecutive reference beams and phase-modulated beams from the transmitter reach the input port 11 of the receiver via the transmission path. The reference light and the phase-modulated light input to the receiving device are branched by a 50:50 beam splitter (BS4) 12. The light that has passed through the longer arm 14a of the interferometer out of the branched reference light is subjected to a delay of time difference τ, and is randomly random with a probability ½ to one of binary values {0, −δ} by the phase modulator. Phase modulated. On the other hand, of the branched phase modulated light, the light that has passed through the short arm 14b of the interferometer is directly incident on the beam splitter (BS3) 16, and the light from the two arms of the interferometer is converted into the 50:50 beam splitter (BS3). ) 16 is combined.

送信装置からは、参照光を送った後、時間差τで位相変調光を送ることになる。受信装置のビームスプリッタ(BS4)12にはまず参照光が入射し、続いて位相変調光が入射する。参照光は、ビームスプリッタ(BS4)12によって分岐され、干渉計の長いアーム14aと短いアーム14bを通る。次に続く位相変調光も、ビームスプリッタ(BS4)12によって分岐され、干渉計の長いアーム14aと短いアーム14bを通る。このように、受信装置で、時間差τの2連続パルス(参照光と、参照光に対して時間差τの遅延を持つ位相変調光)を分岐し、遅延光路を介して合波すると、3つの時間スロットで光が検出される。   After transmitting the reference light from the transmitter, the phase-modulated light is transmitted with a time difference τ. First, reference light is incident on the beam splitter (BS4) 12 of the receiving apparatus, and then phase-modulated light is incident. The reference light is branched by the beam splitter (BS4) 12 and passes through the long arm 14a and the short arm 14b of the interferometer. The subsequent phase-modulated light is also branched by the beam splitter (BS4) 12 and passes through the long arm 14a and the short arm 14b of the interferometer. In this way, when two consecutive pulses (reference light and phase-modulated light having a delay of time difference τ with respect to the reference light) are branched and combined via the delay optical path in the receiving device, three times are obtained. Light is detected in the slot.

第1スロットでは、短いアーム14bを通った参照光がビームスプリッタ(BS3)16を通過した光が検出される。第1スロットから時間差τの遅れをもつ第2スロットでは、長いアーム14aを通った参照光と短いアーム14bを通った位相変調光とがビームスプリッタ(BS3)16で合波された光が検出される。第2スロットから時間差τの遅れを持つ第3スロットでは、長いアーム14aを通った位相変調光がビームスプリッタ(BS3)16を通過した光が検出される。ここで、最初(第1スロット)と最後(第3スロット)のスロットのデータは破棄し、参照光と位相変調光が干渉する第2スロットでの検出結果を、受信信号として利用する。   In the first slot, the reference light that has passed through the short arm 14b is detected as light that has passed through the beam splitter (BS3) 16. In the second slot having a time difference τ from the first slot, light obtained by combining the reference light passing through the long arm 14a and the phase-modulated light passing through the short arm 14b by the beam splitter (BS3) 16 is detected. The In the third slot having a time difference τ from the second slot, the light in which the phase-modulated light passing through the long arm 14a passes through the beam splitter (BS3) 16 is detected. Here, the data in the first (first slot) and last (third slot) slots are discarded, and the detection result in the second slot where the reference light and the phase-modulated light interfere with each other is used as the received signal.

[本発明の原理]
受信装置の受信した信号の観測結果が外部に観測されることは、光子検出器で信号光を観測する際に生じた光が入力ポート(窓)から外部に漏れることによって実現される(非特許文献7)。
[Principle of the present invention]
The observation result of the signal received by the receiving device is observed to the outside by light leaking outside from the input port (window) generated when observing the signal light with the photon detector (non-patent) Reference 7).

光子検出器が信号光を観測する際に生じる光は、観測結果と相関の高いものであるため、この光を外部から観測することで、光子検出器が観測して得た情報を推定することができる。言い換えれば、光子検出器で信号光を観測する際に生じた光が窓に到達する時刻に、窓が閉まっていれば、この光が外部に漏れることがないので、覗き見されることを避けることができる。   The light generated when the photon detector observes the signal light has a high correlation with the observation result. By observing this light from the outside, the information obtained by the photon detector should be estimated. Can do. In other words, if the window is closed at the time when the light generated when observing the signal light with the photon detector reaches the window, this light will not leak to the outside, so avoid being peeped. be able to.

概念図を図5に示す。簡単のため光子検出器Aと窓が一次元上に配置されているものとし、光子検出器Aの位置をL3、窓の位置座標をL4としている。また、光の速度が図5における斜め45度の直線に対応するものとして、送信装置から出力された信号光が窓に到達する時刻t4、信号光が光子検出器Aに到達する時刻t5、光子検出器Aで信号光を観測する際に生じた光が窓に到達する時刻t6を図示したものである。 A conceptual diagram is shown in FIG. For simplicity, it is assumed that the photon detector A and the window are arranged one-dimensionally, the position of the photon detector A is L3, and the position coordinates of the window are L4. Also, assuming that the speed of light corresponds to a 45-degree oblique line in FIG. 5, the time t4 when the signal light output from the transmission device reaches the window, the time t5 A when the signal light reaches the photon detector A , The time t6 A when the light generated when observing the signal light with the photon detector A reaches the window is illustrated.

一般に、光子検出器と、窓との間には物理的な距離がある。よって、送信装置の信号光が窓に到達する時刻t4と、光子検出器で信号光を観測する際に生じた光が窓に到達する時刻t6は等しくない。ゆえに、時刻t4では窓が開いていて、時刻t6では窓が閉まった状態となるように、窓を開け閉めすることで、信号光の受信を妨げることなく、外部に覗き見される問題を解決することができる。 In general, there is a physical distance between the photon detector and the window. Therefore, the time t4 when the signal light of the transmission device reaches the window is not equal to the time t6 A when the light generated when observing the signal light with the photon detector reaches the window. Therefore, though at the time t4 window opens, so that the window at time t6 A is closed state, by opening or closing the window, without interfering with the reception of the signal light, the problem that is peeped outside Can be solved.

なお、図5の概念図では受信装置を構成する光子検出器のうちの一方(光子検出器A)だけを図示して説明しているが、実際には、受信装置内の全ての光子検出器に対して、同様の窓を閉めておくべき時刻を制御する。すなわち、光子検出器Bで信号光を観測する際に生じた光が窓に到達する時刻t6では窓が閉まった状態となるように、窓を開け閉めする。 In the conceptual diagram of FIG. 5, only one of the photon detectors (photon detector A) constituting the receiving device is illustrated and described, but in practice, all the photon detectors in the receiving device are illustrated. On the other hand, the time at which the same window should be closed is controlled. In other words, so that the light generated upon the observed signal light with photon detector B is in a state of closed the time t6 window B, to reach the window, open and close the window.

[実施例2]
実施例2の受信装置の構成図を図6に示す。本実施例の受信装置は、信号受信部19と、強度変調器20と、制御部21と、を備える。
[Example 2]
FIG. 6 shows a configuration diagram of a receiving apparatus according to the second embodiment. The receiving apparatus of this embodiment includes a signal receiving unit 19, an intensity modulator 20, and a control unit 21.

信号受信部19は図4で示した従来の量子暗号通信のための受信装置と同じ構成である。本実施例の受信装置は、従来の受信装置と比較すると、信号受信部8の外部に送信装置から入力された信号光の強度を変化させる強度変調器20と、強度変調器での強度を制御する制御部21とを備える点が異なる。この強度変調器が上述の開け閉め可能な窓の役割を担うものであり、従来の量子暗号の受信装置はこの位置に信号光の強度変調以外を目的とした強度変調器は備えていない。   The signal receiver 19 has the same configuration as that of the conventional receiver for quantum cryptography communication shown in FIG. Compared with the conventional receiving apparatus, the receiving apparatus of this embodiment controls the intensity at the intensity modulator 20 that changes the intensity of the signal light input from the transmitting apparatus outside the signal receiving unit 8 and the intensity at the intensity modulator. The point which is provided with the control part 21 to perform is different. This intensity modulator plays the role of the above-described openable / closable window, and the conventional quantum cryptography receiver does not include an intensity modulator for purposes other than the intensity modulation of the signal light at this position.

強度変調器は、送信装置から入力された信号光(参照光および位相変調光)を、制御部から入力された透過率で透過させる。   The intensity modulator transmits the signal light (reference light and phase-modulated light) input from the transmission device with the transmittance input from the control unit.

制御部は、強度変調器の透過率を制御するものであり、強度変調器の透過率を制御するための制御信号を強度変調器に出力する。   The control unit controls the transmittance of the intensity modulator, and outputs a control signal for controlling the transmittance of the intensity modulator to the intensity modulator.

強度変調器の透過率を変化させることが、窓を開け閉めすることに相当する。透過率を高くすれば入出力ポートを開けることになり、信号受信部の光子検出器で信号光を観測する際に生じた光が窓から外部に漏れだし、第3者に覗き見される危険性が高くなる。一方、透過率を低くすれば入出力ポートを閉めることになり、信号受信部の光子検出器で信号光を観測する際に生じた光が窓から外部に漏れださない状態となる。   Changing the transmittance of the intensity modulator corresponds to opening and closing the window. If the transmittance is increased, the input / output port is opened, and the light generated when observing the signal light with the photon detector of the signal receiver leaks out of the window and can be seen by a third party. Increases nature. On the other hand, if the transmittance is lowered, the input / output port is closed, and the light generated when the signal light is observed by the photon detector of the signal receiving unit is not leaked from the window.

制御部は、図5の概念図で示した
(1) 時刻t4を含み、かつ、時刻t6及び時刻t6を含まない範囲の所定時間区間
の間は強度変調器の透過率が高く、
(2) 時刻t6を含み、かつ、時刻t4を含まない範囲の所定時間区間、および、
(3) 時刻t6を含み、かつ、時刻t4を含まない範囲の所定時間区間、
の間は強度変調器の透過率が低くなるように、透過率を制御する。
The control unit is shown in the conceptual diagram of FIG.
(1) a time t4, and, between the range of the predetermined time interval which does not include the time t6 A and the time t6 B has a high transmissivity of the intensity modulator,
(2) a predetermined time interval in a range including time t6 A and not including time t4; and
(3) a predetermined time interval in a range including time t6 B and not including time t4;
During this period, the transmittance is controlled so that the transmittance of the intensity modulator is lowered.

送信装置からは周期的に信号光が送信される。送信装置と受信装置の物理的距離は固定なので、時刻t4は送信装置の信号光の送出周期により特定される。すなわち、設計により予め与えられる。   Signal light is periodically transmitted from the transmission device. Since the physical distance between the transmission device and the reception device is fixed, the time t4 is specified by the transmission period of the signal light of the transmission device. That is, it is given in advance by design.

光子検出器と強度変調器との物理的距離は変化しないので、時刻t4と時刻t6の時間差Tと、時刻t4と時刻t6の時間差Tは固定である。時刻Tは、光子検出器Aと強度変調器との距離の2倍を光の速度で割った値である。時刻Tは、光子検出器Bと強度変調器との距離の2倍を光の速度で割った値である。 Since the physical distance between the photon detector and an intensity modulator does not change, and the time difference T A time t4 and time t6 A, the time difference T B at time t4 and the time t6 B is fixed. Time T A is a value obtained by dividing twice the speed of light in the distance between the photon detector A and an intensity modulator. Time T B is a value obtained by dividing the speed of light to twice the distance between the photon detectors B and an intensity modulator.

よって、制御部では、時刻t4ごとに、時刻t4を含み、かつ、時刻t4+Tおよび時刻t4+Tの時刻を含まない範囲の所定時間区間の間は強度変調器の透過率が高く、時刻t4+Tを含み、かつ、時刻t4を含まない範囲の所定時間区間の間と、時刻t4+Tを含み、かつ、時刻t4を含まない範囲の所定時間区間の間は強度変調器の透過率が低くなるように、透過率を制御する。 Therefore, the control unit, each time t4, wherein the time t4, and the time t4 + T A and the time t4 + T between the time the range of the predetermined time interval that does not include the B has a high transmissivity of the intensity modulator, a time t4 + T A It includes, and, as between the range of the predetermined time interval which does not include the time t4, wherein the time t4 + T B, and, during a predetermined time interval ranges which do not include a time t4 so that the transmittance of the intensity modulator is lowered In addition, the transmittance is controlled.

なお、送信装置からの信号光は通常周期的に受信装置に入力されるので、1タイムスロット後に入力される信号光が窓に到達する時刻が、上記の時刻t6およびt6の何れかと同時刻にならないように、信号光が光を発出する周期(信号光を受信する周期)や、光子検出器A,B、強度変調器の物理的位置を設計しておくこととする。 Since the signal light from the transmission device is normally periodically input to the reception device, the time at which the signal light input after one time slot reaches the window is the same as the time t6 A or t6 B described above. It is assumed that the physical positions of the photon detectors A and B and the intensity modulator are designed so that the time does not come and the signal light emits light (the period when the signal light is received).

[変形例]
上述の光子検出器は、受信信号を観測することにより、「光学的な情報が漏えいする可能性のある空間(場所)」の一例であり、光子検出器以外の機器を用いて受信信号を観測する場合にはその機器が「光学的な情報が漏えいする可能性のある空間(場所)」となる。本発明のポイントは、受信装置内部に存在する「光学的な情報が漏えいする可能性のある空間(場所)」の全てについて、当該「光学的な情報が漏えいする可能性のある空間(場所)」から受信信号を観測する際に発せられる光が窓に到達する時刻に窓が閉まっているように、入出力ポートの位置に設置した強度変調器により、光の透過率を制御することである。
[Modification]
The above photon detector is an example of “space (location) where optical information may leak” by observing the received signal, and the received signal is observed using equipment other than the photon detector. In this case, the device becomes a “space (place) where optical information may be leaked”. The point of the present invention is that all of the “space (place) where optical information may leak” exists in the receiving apparatus, and the “space (place) where optical information may leak”. The light transmittance is controlled by an intensity modulator installed at the input / output port position so that the window is closed at the time when the light emitted when observing the received signal reaches the window. .

また、受信装置の信号受信部の構成は上述の例に限られるものではなく、量子暗号のプロトコルなどにより異なる。プロトコルによっては、2つ以上の光子検出器、あるいは、光子検出器以外の「光学的な情報が漏えいする可能性のある空間(場所)」を具備する場合もある。そのような構成に対しても、同様の考え方により本発明を適用することができる。   Further, the configuration of the signal receiving unit of the receiving device is not limited to the above-described example, and differs depending on the quantum cryptography protocol and the like. Depending on the protocol, there may be provided two or more photon detectors or “a space (place) where optical information may leak” other than the photon detector. The present invention can be applied to such a configuration based on the same concept.

以上、送信装置に対しては、能動的な覗き見を防ぐ方法、受信装置に対しては、受動的な覗き見を防ぐ方法を示したが、これは逆の場合も重要な場合がある。というのも、例えば受信装置で観測の基底を光学的特性を変更させることで選択する場合は受信者側においても、能動的な覗き見を防ぐ必要がある。さらに、送信装置の信号生成部の内部に、光子検出器、あるいは、光子検出器以外の「光学的な情報が漏えいする可能性のある空間(場所)」を具備する場合も考えられ、この場合は送信者側において、能動的な覗き見に加え、受動的な覗き見を防ぐ必要がある。これらの場合についても、本実施例は自明に適用できる。   As described above, a method for preventing active peeping is shown for the transmitting device, and a method for preventing passive peeping is shown for the receiving device, but this may be important in the opposite case. This is because, for example, when the base of observation is selected by changing the optical characteristics in the receiving device, it is necessary to prevent active peeping on the receiver side as well. Furthermore, there may be a case where a photon detector or a “space (place) where optical information may leak” other than the photon detector is provided inside the signal generation unit of the transmission device. Need to prevent passive peeping on the sender side in addition to active peeping. Also in these cases, the present embodiment can be obviously applied.

具体的には、信号受信部の内部に、さらに位相変調器や強度変調器を具備し、観測の基底や強度を光学的に変化させたうえで受信信号を観測するような構成も有り得る。この場合、「光学的な情報が漏えいする可能性のある空間(場所)」に加えて、実施例1の送信装置で示した「光学的特性が変化する空間(場所)」についての考え方を受信装置にも適用し、「光学的特性が変化する空間(場所)」において光学的特性が変化する時刻に外部からの覗き見光がその空間に到達しないように、窓を閉めるための透過率の制御も合わせて行う。   Specifically, there may be a configuration in which a signal modulator is further provided with a phase modulator and an intensity modulator, and the received signal is observed after optically changing the observation base and intensity. In this case, in addition to “space (place) where optical information may leak”, the concept of “space (place) where optical characteristics change” shown in the transmission apparatus of the first embodiment is received. This is also applied to the device, and the transmittance for closing the window is prevented so that the peeping light from the outside does not reach the space at the time when the optical property changes in the “space (place) where the optical property changes”. Control is also performed.

1 レーザ光源
2 ビームスプリッタ(BS1)
3a、3b、13a、13b ミラー
4a、4b、14a、14bアーム
5、15 位相変調器PM
6 ビームスプリッタ(BS2)
7 出力ポート
8 信号生成部
9 強度変調器
10 制御部
11 入力ポート
12 ビームスプリッタ(BS4)
16 ビームスプリッタ(BS3)
17 光子検出器(A)
18 光子検出器(B)
19 信号受信部
20 強度変調器
21 制御部
1 Laser light source 2 Beam splitter (BS1)
3a, 3b, 13a, 13b Mirrors 4a, 4b, 14a, 14b Arms 5, 15 Phase modulator PM
6 Beam splitter (BS2)
7 Output port 8 Signal generation unit 9 Intensity modulator 10 Control unit 11 Input port 12 Beam splitter (BS4)
16 Beam splitter (BS3)
17 Photon detector (A)
18 Photon detector (B)
19 signal receiver 20 intensity modulator 21 controller

Claims (11)

量子暗号通信の送信信号光を生成する信号生成部と、
前記信号生成部の内部から外部、または、外部から内部への光の透過の可否を制御する制御部と、
を含み、
前記信号生成部は、入力されたパルス光を変調する変調部を備え、
前記制御部は、前記変調部が入力されたパルス光を変調する時刻を含む所定時間区間における前記変調部の状態が前記信号生成部の外部から測定されないように、光の透過の可否を制御することを特徴とする送信装置。
A signal generator for generating transmission signal light of quantum cryptography communication;
A control unit that controls whether light can be transmitted from the inside of the signal generation unit to the outside or from the outside to the inside;
Including
The signal generation unit includes a modulation unit that modulates input pulsed light,
The control unit controls whether or not light can be transmitted so that the state of the modulation unit is not measured from outside the signal generation unit in a predetermined time interval including a time at which the modulated light is modulated by the modulation unit. A transmission apparatus characterized by the above.
量子暗号通信の送信信号光を生成する信号生成部と、
前記信号受信部の内部から外部、または、外部から内部へ光が透過する窓部と、
前記信号生成部が生成した送信信号光が前記窓部に到達する時刻では光が前記窓部を透過するようにし、前記到達する時刻以外の時刻では光を透過させないよう、前記信号生成部から出力される光の透過の可否を制御する制御部と、
を含むことを特徴とする送信装置。
A signal generator for generating transmission signal light of quantum cryptography communication;
A window part through which light passes from the inside of the signal receiving unit to the outside, or from the outside to the inside;
Output from the signal generation unit so that the transmission signal light generated by the signal generation unit reaches the window unit so that the light is transmitted through the window unit and does not transmit light at a time other than the arrival time. A control unit for controlling whether or not light can be transmitted;
A transmission apparatus comprising:
量子暗号通信の送信信号光を生成する信号生成部と、
前記信号生成部の内部から外部、または、外部から内部へ光が透過する窓部と、
前記窓部における光の透過の可否を制御する制御部と、
を含み、
前記信号生成部は、パルス光を変調する変調部を備え、
前記変調部が出力したパルス光が前記窓部に到達するのに要する時間をTとし、
前記送信信号光が前記窓部に到達する時刻をt1とすると、
前記制御部は、時刻t1−2・Tにおいては光が透過せず、時刻t1においては光が透過するように、光の透過の可否を制御することを特徴とする送信装置。
A signal generator for generating transmission signal light of quantum cryptography communication;
A window part through which light passes from the inside to the outside of the signal generator, or from the outside to the inside;
A control unit that controls whether or not light can pass through the window;
Including
The signal generation unit includes a modulation unit that modulates pulsed light,
The time pulse light in which the modulation part has output takes to reach the window portion and T 1,
When the time when the transmission signal light reaches the window portion is t1,
Wherein, the light is not transmitted at time t1-2 · T 1, so as to transmit light at time t1, transmission apparatus and controls whether the light transmission.
前記窓部は光の透過率が変化する強度変調器であって、前記制御部は前記強度変調器の透過率を制御することを特徴とする請求項3に記載の送信装置。   The transmission apparatus according to claim 3, wherein the window unit is an intensity modulator whose light transmittance changes, and the control unit controls the transmittance of the intensity modulator. 量子暗号通信の送信信号光を受信する信号受信部と、
前記信号受信部の内部から外部、または、外部から内部への光の透過の可否を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記信号受信部で送信信号光を受信するときに生じた光が前記制御部に到達する時刻を含む所定時間区間において光が透過しないように、光の透過の可否を制御することを特徴とする受信装置。
A signal receiving unit that receives a transmission signal light of quantum cryptography communication; and
A control unit that controls whether light can be transmitted from the inside of the signal receiving unit to the outside, or from the outside to the inside;
Including
The control unit controls whether or not light can be transmitted so that light generated when the signal receiving unit receives transmission signal light does not transmit light in a predetermined time interval including a time when the signal reaches the control unit. A receiving apparatus.
量子暗号通信の送信信号光を受信する信号受信部と、
前記信号受信部の内部から外部、または、外部から内部へ光が透過する窓部と、
前記信号受信部が上記送信信号光を受信する際に生じた光が前記窓部に到達する時刻では光が前記窓部を透過するようにし、前記到達する時刻以外の時刻では光を透過させないよう、前記信号受信部から出力される光の前記窓部における透過の可否を制御する制御部と、
を含むことを特徴とする受信装置。
A signal receiving unit that receives a transmission signal light of quantum cryptography communication; and
A window part through which light passes from the inside of the signal receiving unit to the outside, or from the outside to the inside;
At the time when the light generated when the signal receiving unit receives the transmission signal light reaches the window portion, the light is transmitted through the window portion, and the light is not transmitted at a time other than the arrival time. A control unit for controlling whether or not the light output from the signal receiving unit is transmitted through the window unit;
A receiving apparatus comprising:
量子暗号通信の送信信号光を受信する信号受信部と、
前記信号受信部の内部から外部、または、外部から内部へ光が透過する窓部と、
前記窓部における光の透過の可否を制御する制御部と、
を含み、
前記信号受信部は、前記送信信号光を受信すると光を生成する観測器を備え、
前記窓部から入力された前記送信信号光が前記観測器に到達するのに要する時間をTとし、
前記送信信号光が前記窓部に到達する時刻をt2とすると、
前記制御部は、時刻t2+2・Tにおいては光が透過せず、時刻t2においては光が透過するように、光の透過の可否を制御することを特徴とする受信装置。
A signal receiving unit that receives a transmission signal light of quantum cryptography communication; and
A window part through which light passes from the inside of the signal receiving unit to the outside, or from the outside to the inside;
A control unit that controls whether or not light can pass through the window;
Including
The signal receiving unit includes an observer that generates light when receiving the transmission signal light,
T 2 is a time required for the transmission signal light input from the window to reach the observer,
When the time when the transmission signal light reaches the window portion is t2,
Wherein, the light is not transmitted at time t2 + 2 · T 2, so as to transmit light at time t2, the receiving apparatus characterized by controlling the availability of light transmission.
前記窓部は光の透過率が変化する強度変調器であって、前記制御部は前記強度変調器の透過率を制御することを特徴とする請求項7に記載の受信装置。   The receiving apparatus according to claim 7, wherein the window unit is an intensity modulator whose light transmittance changes, and the control unit controls the transmittance of the intensity modulator. 前記信号受信部は、前記送信信号光を変調する変調部をさらに備え、
前記窓部から入力された前記送信信号光が前記変調部に到達するのに要する時間をTとすると、前記制御部は、さらに、時刻t2―2・Tにおいては光が透過しないように、光の透過の可否を制御することを特徴とする請求項7または8に記載の受信装置。
The signal receiving unit further includes a modulation unit that modulates the transmission signal light,
When the time required for the transmission signal light input from the window to reach the modulation unit is T 3 , the control unit further prevents the light from transmitting at time t2-2 · T 3 . The receiving apparatus according to claim 7, wherein whether or not light can be transmitted is controlled.
送信装置によって量子暗号通信の送信信号光を送信する方法であって、
前記送信装置内でパルス光が変調されたあと、変調された前記パルス光が窓部を通って前記送信装置外に出射されるのに要する時間をTとし、
前記パルス光が前記窓部に到達する時刻をt4とすると、
時刻t4−2・Tにおいて前記送信装置は光を出射せず、時刻t4において光を出射するように、前記窓部を制御することを特徴とする方法。
A method of transmitting a transmission signal light of quantum cryptography communication by a transmission device,
After the pulse light is modulated in the transmission device, the time required for the modulated pulse light to be emitted out of the transmission device through the window is T 4 ,
When the time when the pulsed light reaches the window portion is t4,
The transmitting device at time t4-2 · T 4 does not emit light, to emit light at time t4, wherein the controller controls the window.
受信装置によって量子暗号通信の送信信号光を受信する方法であって、
窓部を通って前記受信装置に入力された前記送信信号光が観測器に到達するのに要する時間をTとし、
前記送信信号光が前記窓部に到達する時刻をt5とすると、
前記制御部は、時刻t5+2・Tにおいては光が透過せず、時刻t5においては光が透過するように、光の透過の可否を制御することを特徴とする方法。
A method of receiving a transmission signal light of quantum cryptography communication by a receiving device,
T 5 is a time required for the transmitted signal light input to the receiving device through the window to reach the observer,
When the time when the transmission signal light reaches the window portion is t5,
Wherein, the light is not transmitted at time t5 + 2 · T 5, so that the light is transmitted at time t5, wherein the controlling the propriety of light transmission.
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