JP2000216775A - 量子コヒ―レンスに基づく量子暗号通信チャンネル - Google Patents
量子コヒ―レンスに基づく量子暗号通信チャンネルInfo
- Publication number
- JP2000216775A JP2000216775A JP11231392A JP23139299A JP2000216775A JP 2000216775 A JP2000216775 A JP 2000216775A JP 11231392 A JP11231392 A JP 11231392A JP 23139299 A JP23139299 A JP 23139299A JP 2000216775 A JP2000216775 A JP 2000216775A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- source
- signal beam
- communication channel
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 54
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 2
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 abstract 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
- H04L9/0816—Key establishment, i.e. cryptographic processes or cryptographic protocols whereby a shared secret becomes available to two or more parties, for subsequent use
- H04L9/0852—Quantum cryptography
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 量子コヒーレンスに基づく量子暗号通信チャ
ンネルを提供する。 【解決手段】 光源によって活性化されると、信号ビー
ムおよびアイドラー・ビームの形で放射される一組の光
子を各々が発生することができる第一および第二の発生
源１０２、１０４を有する。アイドラー・ビーム（ｉ
１）が第二の発生源１０４に入射するとともにアイドラ
ー・ビーム（ｉ２）と一直線になるように調整され、信
号ビーム（ｓ１、ｓ２）は反射器（１０８）により指向
されてコモン・ポイントに集束するようになっている。
アイドラー・ビーム（ｉ１）は光変調器１１０によって
その位相が第一および第二の位相設定値の間で変更さ
れ、制御装置によってその位相変更タイミングが制御さ
れる。上記コモン・ポイントに配置されたビームスプリ
ッター１０６によって、第一の位相設定値に位相変更さ
れた時には第一の検出器１１４へ信号ビームが指向さ
れ、第二の位相設定値に位相変更された時には第二の検
出器１１６へ信号ビームが指向される。
ンネルを提供する。 【解決手段】 光源によって活性化されると、信号ビー
ムおよびアイドラー・ビームの形で放射される一組の光
子を各々が発生することができる第一および第二の発生
源１０２、１０４を有する。アイドラー・ビーム（ｉ
１）が第二の発生源１０４に入射するとともにアイドラ
ー・ビーム（ｉ２）と一直線になるように調整され、信
号ビーム（ｓ１、ｓ２）は反射器（１０８）により指向
されてコモン・ポイントに集束するようになっている。
アイドラー・ビーム（ｉ１）は光変調器１１０によって
その位相が第一および第二の位相設定値の間で変更さ
れ、制御装置によってその位相変更タイミングが制御さ
れる。上記コモン・ポイントに配置されたビームスプリ
ッター１０６によって、第一の位相設定値に位相変更さ
れた時には第一の検出器１１４へ信号ビームが指向さ
れ、第二の位相設定値に位相変更された時には第二の検
出器１１６へ信号ビームが指向される。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、暗号通信に関す
る。特に、本発明は、二通信者間で公開送信メッセ−ジ
を暗号化するのに使用できる二組の２進暗号化キ−を秘
密に配送する、物理的原理に基づく方法を提供する。
る。特に、本発明は、二通信者間で公開送信メッセ−ジ
を暗号化するのに使用できる二組の２進暗号化キ−を秘
密に配送する、物理的原理に基づく方法を提供する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、二通信者間のみで秘密チャンネ
ルを確立するには次の三つの方法がある。第一の方法
は、秘密の状態でメッセ−ジを配達できる秘密急使を使
うことである。第二の方法は、「公開キ−」と呼ばれる
ものを伴う。この場合、通信者Ａと通信者Ｂは、二つの
素数ｐおよびｑに関して共通の協定を公に設定する。次
いで、通信者Ａは秘密の数ｘを選んで公開数ｐｘ（ｍｏ
ｄ ｑ）を通信者Ｂに公に送信する。同様に、通信者Ｂ
は秘密の数ｙを選んで数ｐｙ（ｍｏｄ ｑ）を通信者Ａ
に公に送信する。次いで、通信者Ａが数（ｐｙ）ｘ ＝
ｐｘｙ（ｍｏｄ ｑ）を計算し、通信者Ｂが数（ｐｘ）
ｙ ＝ ｐｘｙ（ｍｏｄ ｑ）を計算する。この方法を用
いて、相互に同じキ−が設定される。この方法における
秘密は、第三者がその数を因数分解する計算力を有して
いないという仮定の上でのみ保証される。これら第一お
よび第二の方法は、両方とも周知の技術である。
ルを確立するには次の三つの方法がある。第一の方法
は、秘密の状態でメッセ−ジを配達できる秘密急使を使
うことである。第二の方法は、「公開キ−」と呼ばれる
ものを伴う。この場合、通信者Ａと通信者Ｂは、二つの
素数ｐおよびｑに関して共通の協定を公に設定する。次
いで、通信者Ａは秘密の数ｘを選んで公開数ｐｘ（ｍｏ
ｄ ｑ）を通信者Ｂに公に送信する。同様に、通信者Ｂ
は秘密の数ｙを選んで数ｐｙ（ｍｏｄ ｑ）を通信者Ａ
に公に送信する。次いで、通信者Ａが数（ｐｙ）ｘ ＝
ｐｘｙ（ｍｏｄ ｑ）を計算し、通信者Ｂが数（ｐｘ）
ｙ ＝ ｐｘｙ（ｍｏｄ ｑ）を計算する。この方法を用
いて、相互に同じキ−が設定される。この方法における
秘密は、第三者がその数を因数分解する計算力を有して
いないという仮定の上でのみ保証される。これら第一お
よび第二の方法は、両方とも周知の技術である。
【０００３】第三の方法は、量子暗号法と呼ばれる方法
である。この量子暗号法の基本動作原理を以下に要約す
る。
である。この量子暗号法の基本動作原理を以下に要約す
る。
【０００４】送信器Ａは、一対の粒子の量子力学的状態
をつくる。そのような状態は、二つの量子力学的粒子
（ｘおよびｙ）（例えば光子）のみからなる。その状態
は、それら粒子が“深くかかわった量子状態”の普遍的
なクラスになるような方法においてつくられる。そのよ
うな状態は、粒子ｘの挙動が粒子ｙの挙動に密接に関係
するという性質を持つ。例えば、一方がそのような状態
をつくって、光子ｘが左偏光か右偏光かを測定する場
合、その結果は、もう一方が粒子ｙについてそのような
性質の同時測定を行って得られる結果と密接に関係して
いる。特別な場合（アインシュタイン−パドルスキイ−
ロ−ゼンEinstein-Podolsky-Rosen（ＥＰＲ）状態と称
する）においては、粒子ｘ，ｙの偏光状態が常に反対で
あるために扱い易い。
をつくる。そのような状態は、二つの量子力学的粒子
（ｘおよびｙ）（例えば光子）のみからなる。その状態
は、それら粒子が“深くかかわった量子状態”の普遍的
なクラスになるような方法においてつくられる。そのよ
うな状態は、粒子ｘの挙動が粒子ｙの挙動に密接に関係
するという性質を持つ。例えば、一方がそのような状態
をつくって、光子ｘが左偏光か右偏光かを測定する場
合、その結果は、もう一方が粒子ｙについてそのような
性質の同時測定を行って得られる結果と密接に関係して
いる。特別な場合（アインシュタイン−パドルスキイ−
ロ−ゼンEinstein-Podolsky-Rosen（ＥＰＲ）状態と称
する）においては、粒子ｘ，ｙの偏光状態が常に反対で
あるために扱い易い。
【０００５】深くかかわった２粒子量子状態をつくった
後、送信器Ａは通信路を介して一つの粒子ｘを受信器Ｂ
へ送信する。受信器Ｂは、粒子ｘを受信した直後にその
偏光を９０度回転するか（２進法“１”で表す）、又は
何も行わない（２進法“０”で表す）かを決定して、そ
の粒子ｘを元の送信器Ａへ返送する。受信器Ｂから返送
された粒子ｘを受信すると、元の送信器Ａは、各種の偏
光状態ベースを用いて両粒子ｘ，ｙについて二つの同じ
測定を行う。その二つの測定結果が両粒子（ｘ，ｙ）に
関して同じ場合は、送信器Ａは受信器Ｂが２進数の０を
送信器Ａに応答したと断定することができる。二つの測
定結果が互いに９０度回転している場合は、２進数の１
が記録される。１ビットの秘密キー列が通信された場合
は、一度にただ一つの量子ｘ（例えば、光子）しか送ら
れて来ないから、光子ｘが盗聴者Ｃによって捕獲された
り干渉されたりしたら、光子の偏光性質が失われること
となる。したがって、本方法は盗聴に対して安全であ
る。
後、送信器Ａは通信路を介して一つの粒子ｘを受信器Ｂ
へ送信する。受信器Ｂは、粒子ｘを受信した直後にその
偏光を９０度回転するか（２進法“１”で表す）、又は
何も行わない（２進法“０”で表す）かを決定して、そ
の粒子ｘを元の送信器Ａへ返送する。受信器Ｂから返送
された粒子ｘを受信すると、元の送信器Ａは、各種の偏
光状態ベースを用いて両粒子ｘ，ｙについて二つの同じ
測定を行う。その二つの測定結果が両粒子（ｘ，ｙ）に
関して同じ場合は、送信器Ａは受信器Ｂが２進数の０を
送信器Ａに応答したと断定することができる。二つの測
定結果が互いに９０度回転している場合は、２進数の１
が記録される。１ビットの秘密キー列が通信された場合
は、一度にただ一つの量子ｘ（例えば、光子）しか送ら
れて来ないから、光子ｘが盗聴者Ｃによって捕獲された
り干渉されたりしたら、光子の偏光性質が失われること
となる。したがって、本方法は盗聴に対して安全であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】量子暗号法を利用する
従来の技術では、単一光子対の発生源の代わりにレーザ
ー光源を使用するので、真の量子暗号通信チャンネルを
考慮することができない。これらの技術はそれぞれ利点
があるが、以下の不具合が障害となっている。
従来の技術では、単一光子対の発生源の代わりにレーザ
ー光源を使用するので、真の量子暗号通信チャンネルを
考慮することができない。これらの技術はそれぞれ利点
があるが、以下の不具合が障害となっている。
【０００７】（１）従来の技術は、単一光子を使用して
２進キー列情報を伝送することによって二通信者間のみ
に秘密通信チャンネルを提供するようにはなっておら
ず、よって、物理的原理に基づく秘密保持がなされな
い。
２進キー列情報を伝送することによって二通信者間のみ
に秘密通信チャンネルを提供するようにはなっておら
ず、よって、物理的原理に基づく秘密保持がなされな
い。
【０００８】（２）従来の技術は、二つの深くかかわっ
た粒子の一つが二通信者間の距離を二回移動することを
必要とする、単一粒子の偏光のかかわり状態を利用して
おり、この長い距離の間に、通信チャンネルに対する障
害（即ち、熱的又は機械的に誘発された二重屈折）が通
信チャンネルの偏光を妨害してエラ−を発生させる。
た粒子の一つが二通信者間の距離を二回移動することを
必要とする、単一粒子の偏光のかかわり状態を利用して
おり、この長い距離の間に、通信チャンネルに対する障
害（即ち、熱的又は機械的に誘発された二重屈折）が通
信チャンネルの偏光を妨害してエラ−を発生させる。
【０００９】（３）従来の技術は、二重屈折を自然発生
し易く、また通信チャンネルを妨害してエラ−をもたら
す、単一粒子の偏光のかかわり状態を利用している。
し易く、また通信チャンネルを妨害してエラ−をもたら
す、単一粒子の偏光のかかわり状態を利用している。
【００１０】（４）従来の技術は、外乱（即ち、全通信
期間の間に通信路（ファイバー路）長の不均等変化を早
く生じさせる熱的、音響的外乱）を特に受け易い長い通
信路長の二倍の長さに対しての保護が要求される通信の
ための位相変調を用いており、これが再び通信チャンネ
ルに悪影響を与えてエラ−を生じさせる。
期間の間に通信路（ファイバー路）長の不均等変化を早
く生じさせる熱的、音響的外乱）を特に受け易い長い通
信路長の二倍の長さに対しての保護が要求される通信の
ための位相変調を用いており、これが再び通信チャンネ
ルに悪影響を与えてエラ−を生じさせる。
【００１１】本発明は、二つの単一光子発生源の間の量
子コヒーレンス特性を用いて従来の通信チャンネルを通
して通信することにより上記問題の全てを解決すること
を目的とする。特に、本発明は、単一量子の量子力学的
状態は、知られていない場合、コピーすることはできな
いという物理的原理に基づいている。
子コヒーレンス特性を用いて従来の通信チャンネルを通
して通信することにより上記問題の全てを解決すること
を目的とする。特に、本発明は、単一量子の量子力学的
状態は、知られていない場合、コピーすることはできな
いという物理的原理に基づいている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】ゆえに、本発明は上記目
的を達成するために以下のような特徴を有する量子暗号
通信チャンネルを提供する。
的を達成するために以下のような特徴を有する量子暗号
通信チャンネルを提供する。
【００１３】本発明の量子暗号通信路は、光源と、指向
手段と、前記光源によって活性化されると、信号ビーム
およびアイドラー・ビームの形で放射される一組の光子
を各々が発生することができる第一および第二の発生源
であって、第一の発生源からのアイドラー・ビームが第
二の発生源に入射するとともに第二の発生源のアイドラ
ー・ビームと一直線になるように調整され、それぞれの
信号ビームが前記指向手段により指向されてコモン・ポ
イントに集束するように相互に配置されている第一およ
び第二の発生源と、前記第一の発生源からのアイドラー
・ビーム、前記第一の発生源からの信号ビーム又は前記
第二の発生源からの信号ビームの内の一つの位相を第一
および第二の位相設定値の間で変える光変調器と、前記
第一の位相設定値から第二の位相設定値へ位相を変更す
るタイミングを制御する制御装置と、前記第一および第
二の発生源から入射する信号ビームを検出する第一およ
び第二の検出器と、前記コモン・ポイントに配置され
て、位相が前記第一の位相設定値に変更された時に前記
第一の検出器へ信号ビームを指向し、位相が前記第二の
位相設定値に変更された時に前記第二の検出器へ信号ビ
ームを指向するビームスプリッターとを有することを特
徴とする。
手段と、前記光源によって活性化されると、信号ビーム
およびアイドラー・ビームの形で放射される一組の光子
を各々が発生することができる第一および第二の発生源
であって、第一の発生源からのアイドラー・ビームが第
二の発生源に入射するとともに第二の発生源のアイドラ
ー・ビームと一直線になるように調整され、それぞれの
信号ビームが前記指向手段により指向されてコモン・ポ
イントに集束するように相互に配置されている第一およ
び第二の発生源と、前記第一の発生源からのアイドラー
・ビーム、前記第一の発生源からの信号ビーム又は前記
第二の発生源からの信号ビームの内の一つの位相を第一
および第二の位相設定値の間で変える光変調器と、前記
第一の位相設定値から第二の位相設定値へ位相を変更す
るタイミングを制御する制御装置と、前記第一および第
二の発生源から入射する信号ビームを検出する第一およ
び第二の検出器と、前記コモン・ポイントに配置され
て、位相が前記第一の位相設定値に変更された時に前記
第一の検出器へ信号ビームを指向し、位相が前記第二の
位相設定値に変更された時に前記第二の検出器へ信号ビ
ームを指向するビームスプリッターとを有することを特
徴とする。
【００１４】（作用）上記のとおりの本発明において
は、第一の発生源からのアイドラー・ビーム、第一の発
生源からの信号ビーム又は第二の発生源からの信号ビー
ムの内の一つのビームの位相が光変調器によって制御さ
れ、これによりビームスプリッターに入射する各信号ビ
ーム（すなわち、第一および第二の発生源からの信号ビ
ーム）の間の位相ずれが制御される。この光変調器によ
る位相制御は第一および第二の位相設定値の間で行わ
れ、ビームスプリッターではその位相設定値の位相ずれ
に応じて干渉効果により出射信号ビームが第１または第
２の検出器のいずれかへ振り分けられる。具体的には、
第一の位相設定値に基づいて位相制御が行われると、第
一および第二の発生源からの信号ビームはビームスプリ
ッターによって第一の検出器の方向へ指向され、第二の
位相設定値に基づいて位相制御が行われると、第一およ
び第二の発生源からの信号ビームはビームスプリッター
によって第二の検出器の方向へ指向される。本発明で
は、第一の検出器における信号ビームの検出は第一の論
理値に対応し、第二の検出器における信号ビームの検出
は第二の論理値に対応しており、制御装置が第一および
第二の論理値にそれぞれ対応して第一の位相設定値から
第二の位相設定値への位相変換のタイミングを制御する
ことで、複数の第一および第二の論理値からなる暗号キ
ー列が伝送される。
は、第一の発生源からのアイドラー・ビーム、第一の発
生源からの信号ビーム又は第二の発生源からの信号ビー
ムの内の一つのビームの位相が光変調器によって制御さ
れ、これによりビームスプリッターに入射する各信号ビ
ーム（すなわち、第一および第二の発生源からの信号ビ
ーム）の間の位相ずれが制御される。この光変調器によ
る位相制御は第一および第二の位相設定値の間で行わ
れ、ビームスプリッターではその位相設定値の位相ずれ
に応じて干渉効果により出射信号ビームが第１または第
２の検出器のいずれかへ振り分けられる。具体的には、
第一の位相設定値に基づいて位相制御が行われると、第
一および第二の発生源からの信号ビームはビームスプリ
ッターによって第一の検出器の方向へ指向され、第二の
位相設定値に基づいて位相制御が行われると、第一およ
び第二の発生源からの信号ビームはビームスプリッター
によって第二の検出器の方向へ指向される。本発明で
は、第一の検出器における信号ビームの検出は第一の論
理値に対応し、第二の検出器における信号ビームの検出
は第二の論理値に対応しており、制御装置が第一および
第二の論理値にそれぞれ対応して第一の位相設定値から
第二の位相設定値への位相変換のタイミングを制御する
ことで、複数の第一および第二の論理値からなる暗号キ
ー列が伝送される。
【００１５】また、上記の暗号キー列伝送において、第
一の発生源からのアイドラー・ビーム、第一の発生源か
らの信号ビーム又は第二の発生源からの信号ビームのど
れかの部分で外部からの妨害（盗聴）を受けた場合、ビ
ーム・スプリッターに到達する信号ビームの光子が不規
則なものとなり、ビーム・スプリッターから出射される
信号ビームの光子の方向性が不確実なものとなる。従っ
て、第一および第二の信号ビームの光子を確実に指向で
きるかどうかを周期的に試験することにより、通信チャ
ンネルが妨害（盗聴）を受けたかどうかを知ることがで
きる。
一の発生源からのアイドラー・ビーム、第一の発生源か
らの信号ビーム又は第二の発生源からの信号ビームのど
れかの部分で外部からの妨害（盗聴）を受けた場合、ビ
ーム・スプリッターに到達する信号ビームの光子が不規
則なものとなり、ビーム・スプリッターから出射される
信号ビームの光子の方向性が不確実なものとなる。従っ
て、第一および第二の信号ビームの光子を確実に指向で
きるかどうかを周期的に試験することにより、通信チャ
ンネルが妨害（盗聴）を受けたかどうかを知ることがで
きる。
【００１６】以上説明した本発明の特徴、様相および利
点は、以下の説明、請求項および添付の図面を参照する
ことにより更に良く理解できる。
点は、以下の説明、請求項および添付の図面を参照する
ことにより更に良く理解できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１８】本発明の好適な実施内容を詳述する前に、
図１を参照して、本発明の根拠となる物理的原理の概略
について述べる。
図１を参照して、本発明の根拠となる物理的原理の概略
について述べる。
【００１９】図１は、第一および第二の発生源１０２、
１０４の各々から発生する単一の光子を示す。両発生源
１０２、１０４は、パラメトリック・ダウン・コンバ−
タ−として動作する二次非線形結晶であって、“信号”
ビームおよび“アイドラー”ビーム（それぞれｓとｉで
示されている）と呼ばれる光ビームの形で同時に放射さ
れる一組の光子を発生する。ｉ１とｓ１は第一の発生源
１０２から放射されたアイドラー・ビームと信号ビー
ム、ｉ２とｓ２は第二の発生源１０４から放射されたア
イドラー・ビームと信号ビームである。二次非線形結
晶、パラメトリック・ダウン・コンバ−タ−としてのそ
の動作モード、信号ビームおよびアイドラー・ビーム
は、いずれも良く知られた技術であるため、ここでは簡
略化のためにその詳細な説明は省略する。
１０４の各々から発生する単一の光子を示す。両発生源
１０２、１０４は、パラメトリック・ダウン・コンバ−
タ−として動作する二次非線形結晶であって、“信号”
ビームおよび“アイドラー”ビーム（それぞれｓとｉで
示されている）と呼ばれる光ビームの形で同時に放射さ
れる一組の光子を発生する。ｉ１とｓ１は第一の発生源
１０２から放射されたアイドラー・ビームと信号ビー
ム、ｉ２とｓ２は第二の発生源１０４から放射されたア
イドラー・ビームと信号ビームである。二次非線形結
晶、パラメトリック・ダウン・コンバ−タ−としてのそ
の動作モード、信号ビームおよびアイドラー・ビーム
は、いずれも良く知られた技術であるため、ここでは簡
略化のためにその詳細な説明は省略する。
【００２０】第一の発生源が一組の光子（ｓ１およびｉ
１）を放射するか又は第二の発生源が一組の光子（ｓ２
およびｉ２）を放射するようにシステム・セッティング
が調節されている場合、図１に示す特定の配置の下では
特定の状況が発生する。全ビーム（ｓ１，ｉ１，ｓ２，
ｉ２）の光路長が十分に調節されて、第一および第二の
アイドラー・ビーム（ｉ１，ｉ２）が互いに一直線にな
るように配置された場合は、ビーム・スプリッター（Ｂ
Ｓ）１０６に入射する第一および第二の信号ビーム（ｓ
１，ｓ２）の光子は同じ側から出射する。信号ビーム光
路長が信号ビーム（ｓ１，ｓ２）の光子の半波長分（位
相１８０度シフト）だけ異なるように調節された場合
は、ＢＳ１０６に到達する全ての信号ビーム（ｓ１、ｓ
２）の光子はＢＳ１０６の反対側から出射する。更に、
二つの発生源１０２、１０４間の第一のアイドラー・ビ
ーム（ｉ１）に対して行われる１８０度位相シフトは、
信号ビーム（ｓ１、ｓ２）をＢＳ１０６の反対側に切り
替えるのと同じ効果を有する。 換言すれば、第一およ
び第二の同じ非線形結晶発生源１０２、１０４は、好ま
しくは単一のレーザー光源（図示せず）からの二つの強
いパルス励起波により光励起される。位相整合条件が適
合すると、第一の信号ビーム（ｓ１）の光子およびアイ
ドラー・ビーム（ｉ１）の光子の同時放射を伴なう第一
の発生源１０２において、或は少し遅れて第二の信号ビ
ーム（ｓ２）の光子およびアイドラー・ビーム（ｉ２）
の光子の同時放射を伴なう第二の発生源１０４におい
て、ダウン・コンバ−ジョン（周波数低下変換）が起き
る。第一のアイドラー・ビーム（ｉ１）は、第二の発生
源１０４を経て、第一および第二の発生源１０２、１０
４間の光路長ｃτｉを有する第二のアイドラー・ビーム
（ｉ２）モードに一直線化されている。ここで、ｃは光
速、τｉは第一および第二の発生源１０２、１０４間の
光学的遅延である。第一の発生源１０２からの第一の信
号ビーム（ｓ１）は、第一および第二の信号ビーム（ｓ
１、ｓ２）が交差するコモン・ポイントに配置されたＢ
Ｓ１０６の方へ鏡１０８によって反射される。第一およ
び第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）は、それぞれ長さｃ
τｓ１およびｃτｓ２の光路ａｂｄ、ｃｄ を有し、Ｂ
Ｓ１０６で結合される。光変調器１１０は、第一のアイ
ドラー・ビーム（ｉ１）の光路中に挿入され、第一およ
び第二の位相設定値の間（好ましくは、ドライバー１１
２で制御されるような１８０度位相シフトまたは０度位
相シフトの間）で位相設定の制御が行われる。なお、光
変調器を代案的に信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の一方の光
路におくことができることは、本分野の通常の技術を有
する者が理解し得ることである。それら光路が第一およ
び第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の光子および第一お
よび第二のアイドラー・ビーム（ｓ１、ｓ２）の光子の
コヒーレンス長範囲内に釣り合っている時、即ち、それ
ら光路についてτｓ１−τｓ２＝τｉが成り立つ時は、
干渉効果が生じる。
１）を放射するか又は第二の発生源が一組の光子（ｓ２
およびｉ２）を放射するようにシステム・セッティング
が調節されている場合、図１に示す特定の配置の下では
特定の状況が発生する。全ビーム（ｓ１，ｉ１，ｓ２，
ｉ２）の光路長が十分に調節されて、第一および第二の
アイドラー・ビーム（ｉ１，ｉ２）が互いに一直線にな
るように配置された場合は、ビーム・スプリッター（Ｂ
Ｓ）１０６に入射する第一および第二の信号ビーム（ｓ
１，ｓ２）の光子は同じ側から出射する。信号ビーム光
路長が信号ビーム（ｓ１，ｓ２）の光子の半波長分（位
相１８０度シフト）だけ異なるように調節された場合
は、ＢＳ１０６に到達する全ての信号ビーム（ｓ１、ｓ
２）の光子はＢＳ１０６の反対側から出射する。更に、
二つの発生源１０２、１０４間の第一のアイドラー・ビ
ーム（ｉ１）に対して行われる１８０度位相シフトは、
信号ビーム（ｓ１、ｓ２）をＢＳ１０６の反対側に切り
替えるのと同じ効果を有する。 換言すれば、第一およ
び第二の同じ非線形結晶発生源１０２、１０４は、好ま
しくは単一のレーザー光源（図示せず）からの二つの強
いパルス励起波により光励起される。位相整合条件が適
合すると、第一の信号ビーム（ｓ１）の光子およびアイ
ドラー・ビーム（ｉ１）の光子の同時放射を伴なう第一
の発生源１０２において、或は少し遅れて第二の信号ビ
ーム（ｓ２）の光子およびアイドラー・ビーム（ｉ２）
の光子の同時放射を伴なう第二の発生源１０４におい
て、ダウン・コンバ−ジョン（周波数低下変換）が起き
る。第一のアイドラー・ビーム（ｉ１）は、第二の発生
源１０４を経て、第一および第二の発生源１０２、１０
４間の光路長ｃτｉを有する第二のアイドラー・ビーム
（ｉ２）モードに一直線化されている。ここで、ｃは光
速、τｉは第一および第二の発生源１０２、１０４間の
光学的遅延である。第一の発生源１０２からの第一の信
号ビーム（ｓ１）は、第一および第二の信号ビーム（ｓ
１、ｓ２）が交差するコモン・ポイントに配置されたＢ
Ｓ１０６の方へ鏡１０８によって反射される。第一およ
び第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）は、それぞれ長さｃ
τｓ１およびｃτｓ２の光路ａｂｄ、ｃｄ を有し、Ｂ
Ｓ１０６で結合される。光変調器１１０は、第一のアイ
ドラー・ビーム（ｉ１）の光路中に挿入され、第一およ
び第二の位相設定値の間（好ましくは、ドライバー１１
２で制御されるような１８０度位相シフトまたは０度位
相シフトの間）で位相設定の制御が行われる。なお、光
変調器を代案的に信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の一方の光
路におくことができることは、本分野の通常の技術を有
する者が理解し得ることである。それら光路が第一およ
び第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の光子および第一お
よび第二のアイドラー・ビーム（ｓ１、ｓ２）の光子の
コヒーレンス長範囲内に釣り合っている時、即ち、それ
ら光路についてτｓ１−τｓ２＝τｉが成り立つ時は、
干渉効果が生じる。
【００２１】干渉効果は良く知られた技術であるため、
ここでは、簡単化のために二つのキーの特徴のみを説明
する。第一は、通信路の位相を制御することにより、ビ
ーム・スプリッター１０６の一方のポート（またはサイ
ド）又は反対のポートから出射するように全ての光子に
関する確率を決定的な方法で制御できることである。も
う一つのキーの特徴は、通信チャンネル経路、すなわち
光線ｓ１、ｓ２およびｉ１が通る通信路のどれかの部分
がどのような方法で変更されても、ビーム・スプリッタ
ー１０６に到達する光子が不規則に出射することであ
る。
ここでは、簡単化のために二つのキーの特徴のみを説明
する。第一は、通信路の位相を制御することにより、ビ
ーム・スプリッター１０６の一方のポート（またはサイ
ド）又は反対のポートから出射するように全ての光子に
関する確率を決定的な方法で制御できることである。も
う一つのキーの特徴は、通信チャンネル経路、すなわち
光線ｓ１、ｓ２およびｉ１が通る通信路のどれかの部分
がどのような方法で変更されても、ビーム・スプリッタ
ー１０６に到達する光子が不規則に出射することであ
る。
【００２２】更に、光路長が十分に調整されていれば、
１８０度の位相ずれがある場合は第一および第二の信号
光（ｓ１、ｓ２）の光子が共に第一の検出器１１４に到
達し、０度の位相ずれがある場合は第二の検出器１１６
に到達するように、干渉効果により切り替えられる。こ
のようにビーム・スプリッター１０６は、第一のアイド
ラー・ビーム（ｉ１）の位相が１８０度ずれている場合
は信号光（ｓ１、ｓ２）を第一の検出器１１４の方向に
指向し、第一のアイドラー・ビーム（ｉ１）の位相のず
れが０度の場合は信号光（ｓ１、ｓ２）を第二の検出器
１１６の方向に指向する。
１８０度の位相ずれがある場合は第一および第二の信号
光（ｓ１、ｓ２）の光子が共に第一の検出器１１４に到
達し、０度の位相ずれがある場合は第二の検出器１１６
に到達するように、干渉効果により切り替えられる。こ
のようにビーム・スプリッター１０６は、第一のアイド
ラー・ビーム（ｉ１）の位相が１８０度ずれている場合
は信号光（ｓ１、ｓ２）を第一の検出器１１４の方向に
指向し、第一のアイドラー・ビーム（ｉ１）の位相のず
れが０度の場合は信号光（ｓ１、ｓ２）を第二の検出器
１１６の方向に指向する。
【００２３】図１に示した装置の位相を制御することに
より、ＢＳ１０６からの第一および第二の信号ビーム
（ｓ１、ｓ２）の光子の方向を制御できる。この特別な
挙動は、三つの光路、即ち、第一および第二の信号ビー
ム（ｓ１、ｓ２）と第一のアイドラー・ビーム（ｉ１）
の全てが公開されて外部から妨害されないという条件下
においてのみ有効である。外部からの妨害（盗聴）は、
信号光子の方向性を不確実なものにする。従って、第一
および第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の光子を確実に
指向できるかどうかを周期的に試験することにより、通
信チャンネルを試験して障害を受けたかどうかを判定す
ることができる。
より、ＢＳ１０６からの第一および第二の信号ビーム
（ｓ１、ｓ２）の光子の方向を制御できる。この特別な
挙動は、三つの光路、即ち、第一および第二の信号ビー
ム（ｓ１、ｓ２）と第一のアイドラー・ビーム（ｉ１）
の全てが公開されて外部から妨害されないという条件下
においてのみ有効である。外部からの妨害（盗聴）は、
信号光子の方向性を不確実なものにする。従って、第一
および第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の光子を確実に
指向できるかどうかを周期的に試験することにより、通
信チャンネルを試験して障害を受けたかどうかを判定す
ることができる。
【００２４】ここで、図２を参照すると、同図には本発
明の好適な実施例が示されており、符号２００で総括的
に参照されている。図２中、図１と同じ構成は同じ参照
符号を付している。本システムは、“送信器”サイド２
０２と“受信器”サイド２０４とを有するが、これら
“サイド”が信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の送信又は受信
ができるように送信器機能と送信器機能を併有できるこ
とは当業者の認識の範囲である。送信器サイド２０２
は、主として単一の光子に対するコヒーレントな重畳量
子状態を作り出す装置からなり、受信器側２０４は主と
して解析装置からなっている。送信器２０２と受信器２
０４は、暗号キー伝送用の光ファイバー通信路２０６お
よび検証目的のため公開チャンネル（非安全データライ
ン）２０８を介してリンクされている。
明の好適な実施例が示されており、符号２００で総括的
に参照されている。図２中、図１と同じ構成は同じ参照
符号を付している。本システムは、“送信器”サイド２
０２と“受信器”サイド２０４とを有するが、これら
“サイド”が信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の送信又は受信
ができるように送信器機能と送信器機能を併有できるこ
とは当業者の認識の範囲である。送信器サイド２０２
は、主として単一の光子に対するコヒーレントな重畳量
子状態を作り出す装置からなり、受信器側２０４は主と
して解析装置からなっている。送信器２０２と受信器２
０４は、暗号キー伝送用の光ファイバー通信路２０６お
よび検証目的のため公開チャンネル（非安全データライ
ン）２０８を介してリンクされている。
【００２５】（送信器サイド）光源２１０は、望ましく
はモード・ロック・レーザーであって、第一および第二
の二次非線形結晶発生源１０２、１０４を励起するため
に用いられる短波長レーザーパルス列を放射する。ま
た、レーザーは片方の結晶発生源１０２に直接入射し、
図２に示す鏡２１２、２１４のような鏡装置を経て他方
の結晶発生源１０４へ反射されることが好ましい。な
お、本発明の範囲又は精神から逸脱することがない限
り、レーザー・ビームを両発生源１０２、１０４に供給
するためにどのような装置でも使用できる。
はモード・ロック・レーザーであって、第一および第二
の二次非線形結晶発生源１０２、１０４を励起するため
に用いられる短波長レーザーパルス列を放射する。ま
た、レーザーは片方の結晶発生源１０２に直接入射し、
図２に示す鏡２１２、２１４のような鏡装置を経て他方
の結晶発生源１０４へ反射されることが好ましい。な
お、本発明の範囲又は精神から逸脱することがない限
り、レーザー・ビームを両発生源１０２、１０４に供給
するためにどのような装置でも使用できる。
【００２６】適切な位相整合条件を選ぶことにより、第
一および第二の発生源１０２、１０４の各々は、一対の
周波数低減信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の光子とアイドラ
ー・ビーム（ｉ１，ｉ２）の光子を発生することができ
る。第一の発生源１０２からの第一のアイドラー・ビー
ム （ｉ１）は、第二の発生源１０４からの第二のアイ
ドラー・ビーム（ｉ２）と同じ伝播モードになるように
調整される。電圧制御モジュ−ル２１８により駆動され
る第一の光変調器２１６は、第一のアイドラー・ビーム
（ｉ１）の光路中に挿入されている。結合されたビーム
の伝播モード（ｉ１およびｉ２）は、その出力が暗号化
キー列伝送の状態信号として使用される単一光子アバラ
ンシェ・フォト・ダイオ−ド検出器のようなアイドラー
・ビーム単一光子検出器２２０に入るように調整され
る。第一の光変調器２１６は、送信器側のコンピュータ
ー２３６からの制御信号に基づいて１８０度又は０度の
位相シフトを行うことができ、且つモードロックレーザ
ー２１０と同期したマスター・クロックからの導出信号
と同調している。第一の発生源１０２からの第一の信号
ビーム（ｓ１）は鏡２２４で反射されて、第一のコモン
・ポイント２２７に配置された第一の偏光ビームスプリ
ッター（ＰＢＳ）２２６に入射する。その偏光は、第一
の信号ビーム（ｓ１）が常に第一のＰＢＳ２２６を経て
第二の光変調器２２８に入るように調整されている。第
二の発生源１０４からの第二の信号ビーム（ｓ２）は、
該第二の信号ビーム（ｓ２）を第一のＰＢＳ２２６に入
射させる鏡２３２に入射する前に、その偏光が９０度回
転されるように第一の半波板（λ／２）２３０を通り抜
ける。ゆえに、第一のＰＢＳ２２６に入射する第二の信
号ビーム（ｓ２）は常に第一の信号ビーム（ｓ１）と同
じ空間伝播モードで反射され、第一の信号ビームと同様
に第二の光変調器２２８に入射する。第二の光変調器２
２８は、第一および第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の
偏光をその入口で９０度又は０度回転できる電圧ドライ
バー２３４によって制御される。その回転は、マスター
・クロック２２２と同期した送信器側コンピューター２
３６からのタイミング信号に基づいて制御される。望ま
しくは、クロック信号は、第一の信号ビーム（ｓ１）の
光子が第二の光変調器２２８に到達した時にその偏光が
回転していないように調整される。更に、到達信号光子
が第二の信号ビーム（ｓ２）の光子であった場合には、
第二のＰＢＳ２２６に入射するように第一の半波板（λ
／２）２３０により回転した後に、その偏光が第二の光
変調器２２８により９０度回転され、結果、元の状態に
戻る。第一および第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の光
子は異なる時刻に発生されるので、必要な偏光回転が行
うことができる時間窓が存在する。従って、信号ビーム
（ｓ１、ｓ２）の光子がどこ（発生源１０２又は１０
４）から来るかに関係なく、信号ビーム（ｓ１、ｓ２）
の光子間には時間遅れのみが存在し、それら光子の偏光
状態は同じである。第二の光変調器２２８から出ると、
第一および第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の両方から
なる単一の伝播モードは、第一のレンズ２３８により受
信器側２０４への通信のための単一モード・ファイバー
２０６に収束される。適切な電気的調整および遅延調整
の後に、マスター・クロック信号もまた同期をとるため
にデータ・ライン２０８を経て受信器側に伝送される。
マスター・クロック信号は、最初の同期用に受信器側に
一回だけ送付される必要がある。送信器側および受信器
側の双方ともローカル・クロックを介して送信および受
信を制御できる。第一および第二のアイドラー・ビーム
（ｉ１、ｉ２）の光子の検出が旨く言ったことを示す電
子フラグ信号もまたデータライン２０８を経て受信器サ
イド２０４へ送られる。
一および第二の発生源１０２、１０４の各々は、一対の
周波数低減信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の光子とアイドラ
ー・ビーム（ｉ１，ｉ２）の光子を発生することができ
る。第一の発生源１０２からの第一のアイドラー・ビー
ム （ｉ１）は、第二の発生源１０４からの第二のアイ
ドラー・ビーム（ｉ２）と同じ伝播モードになるように
調整される。電圧制御モジュ−ル２１８により駆動され
る第一の光変調器２１６は、第一のアイドラー・ビーム
（ｉ１）の光路中に挿入されている。結合されたビーム
の伝播モード（ｉ１およびｉ２）は、その出力が暗号化
キー列伝送の状態信号として使用される単一光子アバラ
ンシェ・フォト・ダイオ−ド検出器のようなアイドラー
・ビーム単一光子検出器２２０に入るように調整され
る。第一の光変調器２１６は、送信器側のコンピュータ
ー２３６からの制御信号に基づいて１８０度又は０度の
位相シフトを行うことができ、且つモードロックレーザ
ー２１０と同期したマスター・クロックからの導出信号
と同調している。第一の発生源１０２からの第一の信号
ビーム（ｓ１）は鏡２２４で反射されて、第一のコモン
・ポイント２２７に配置された第一の偏光ビームスプリ
ッター（ＰＢＳ）２２６に入射する。その偏光は、第一
の信号ビーム（ｓ１）が常に第一のＰＢＳ２２６を経て
第二の光変調器２２８に入るように調整されている。第
二の発生源１０４からの第二の信号ビーム（ｓ２）は、
該第二の信号ビーム（ｓ２）を第一のＰＢＳ２２６に入
射させる鏡２３２に入射する前に、その偏光が９０度回
転されるように第一の半波板（λ／２）２３０を通り抜
ける。ゆえに、第一のＰＢＳ２２６に入射する第二の信
号ビーム（ｓ２）は常に第一の信号ビーム（ｓ１）と同
じ空間伝播モードで反射され、第一の信号ビームと同様
に第二の光変調器２２８に入射する。第二の光変調器２
２８は、第一および第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の
偏光をその入口で９０度又は０度回転できる電圧ドライ
バー２３４によって制御される。その回転は、マスター
・クロック２２２と同期した送信器側コンピューター２
３６からのタイミング信号に基づいて制御される。望ま
しくは、クロック信号は、第一の信号ビーム（ｓ１）の
光子が第二の光変調器２２８に到達した時にその偏光が
回転していないように調整される。更に、到達信号光子
が第二の信号ビーム（ｓ２）の光子であった場合には、
第二のＰＢＳ２２６に入射するように第一の半波板（λ
／２）２３０により回転した後に、その偏光が第二の光
変調器２２８により９０度回転され、結果、元の状態に
戻る。第一および第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の光
子は異なる時刻に発生されるので、必要な偏光回転が行
うことができる時間窓が存在する。従って、信号ビーム
（ｓ１、ｓ２）の光子がどこ（発生源１０２又は１０
４）から来るかに関係なく、信号ビーム（ｓ１、ｓ２）
の光子間には時間遅れのみが存在し、それら光子の偏光
状態は同じである。第二の光変調器２２８から出ると、
第一および第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）の両方から
なる単一の伝播モードは、第一のレンズ２３８により受
信器側２０４への通信のための単一モード・ファイバー
２０６に収束される。適切な電気的調整および遅延調整
の後に、マスター・クロック信号もまた同期をとるため
にデータ・ライン２０８を経て受信器側に伝送される。
マスター・クロック信号は、最初の同期用に受信器側に
一回だけ送付される必要がある。送信器側および受信器
側の双方ともローカル・クロックを介して送信および受
信を制御できる。第一および第二のアイドラー・ビーム
（ｉ１、ｉ２）の光子の検出が旨く言ったことを示す電
子フラグ信号もまたデータライン２０８を経て受信器サ
イド２０４へ送られる。
【００２７】（受信器サイド）受信器サイド２０４は解
析装置で構成される。ファイバー通信路２０６を通じて
単一光子重畳状態（ｓ１、ｓ２）を、データライン２０
８を通じてタイミング信号をそれぞれ受信すると、受信
器のコンピューター・クロック２４０は、第三のドライ
バー２４５を経て第三の光変調器２４２へ定期信号を送
出する。
析装置で構成される。ファイバー通信路２０６を通じて
単一光子重畳状態（ｓ１、ｓ２）を、データライン２０
８を通じてタイミング信号をそれぞれ受信すると、受信
器のコンピューター・クロック２４０は、第三のドライ
バー２４５を経て第三の光変調器２４２へ定期信号を送
出する。
【００２８】あるいは、第一および第二の制御部２１
８、２３４をマスター・クロック２２２により同期さ
せ、第三の制御部２４５を始めはマスター・クロック２
２２により同期させ、その後、受信器側クロック２４０
により同期させることができる。このように、マスター
・クロック２２２と受信器サイド・クロック２４０はマ
スター／スレイブの関係にある。
８、２３４をマスター・クロック２２２により同期さ
せ、第三の制御部２４５を始めはマスター・クロック２
２２により同期させ、その後、受信器側クロック２４０
により同期させることができる。このように、マスター
・クロック２２２と受信器サイド・クロック２４０はマ
スター／スレイブの関係にある。
【００２９】第三の光変調器２４２は以下の機能を実行
する。クロック信号は、第一の信号ビーム（ｓ１）の光
子が第三の光変調器２４２に到達した時にその偏光が元
のままとなるように調整される。少しの遅延の後、到達
した第二の信号ビーム（ｓ２）の光子に関しては、その
偏光が９０度回転する。従って、第一の信号ビーム（ｓ
１）の光子は、第二の偏光ビーム・スプリッター（ＰＢ
Ｓ）２４４を通じて続けて伝送されて、遅延がうまく調
整される。第二の信号ビーム（ｓ２）の光子は、第二の
ＰＢＳ２４４から反射され、第二の半波長板（λ／２）
２４６を通り、受信器２０４の下部ア−ムに入射する。
第一および第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）が第二のＰ
ＢＳに入る前に第二のレンズ２４３でコリメートされて
いることが好ましい。第一および第二の信号ビーム（ｓ
１、ｓ２）は、図２に示すように、好ましくは鏡２５
０、２５２、２５４および２５６等の鏡配置により、ビ
ームスプリッター（ＢＳ）２４９が配置される第二のコ
モン・ポイント２４８に向けられる。適切な時間調整
で、第一および第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）が干渉
を起こす。従って、第一の光変調器２１６で発生する位
相ずれが０度に設定された場合は、全ての信号ビーム
（ｓ１又はｓ２）の光子はビームスプリッター（ＢＳ）
２４９の一方の側に出て第一の信号ビーム単一光子検出
器２５８により検出される。逆に、第一の光変調器２１
６が位相１８０度に設定された場合は、全ての信号ビー
ム（ｓ１又はｓ２）の光子はＢＳ２４９の他の側から出
て第二の信号ビーム単一光子検出器２６０により検出さ
れる。第一または第二の信号ビーム単一光子検出器２５
８、２６０のどちらが光子を記録したかを検出すること
で、受信器２０４は送信器が論理値１又は０を送信した
かを決定することができる。２進法における１、０等の
論理値の列は、暗号化キー列を構成する。
する。クロック信号は、第一の信号ビーム（ｓ１）の光
子が第三の光変調器２４２に到達した時にその偏光が元
のままとなるように調整される。少しの遅延の後、到達
した第二の信号ビーム（ｓ２）の光子に関しては、その
偏光が９０度回転する。従って、第一の信号ビーム（ｓ
１）の光子は、第二の偏光ビーム・スプリッター（ＰＢ
Ｓ）２４４を通じて続けて伝送されて、遅延がうまく調
整される。第二の信号ビーム（ｓ２）の光子は、第二の
ＰＢＳ２４４から反射され、第二の半波長板（λ／２）
２４６を通り、受信器２０４の下部ア−ムに入射する。
第一および第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）が第二のＰ
ＢＳに入る前に第二のレンズ２４３でコリメートされて
いることが好ましい。第一および第二の信号ビーム（ｓ
１、ｓ２）は、図２に示すように、好ましくは鏡２５
０、２５２、２５４および２５６等の鏡配置により、ビ
ームスプリッター（ＢＳ）２４９が配置される第二のコ
モン・ポイント２４８に向けられる。適切な時間調整
で、第一および第二の信号ビーム（ｓ１、ｓ２）が干渉
を起こす。従って、第一の光変調器２１６で発生する位
相ずれが０度に設定された場合は、全ての信号ビーム
（ｓ１又はｓ２）の光子はビームスプリッター（ＢＳ）
２４９の一方の側に出て第一の信号ビーム単一光子検出
器２５８により検出される。逆に、第一の光変調器２１
６が位相１８０度に設定された場合は、全ての信号ビー
ム（ｓ１又はｓ２）の光子はＢＳ２４９の他の側から出
て第二の信号ビーム単一光子検出器２６０により検出さ
れる。第一または第二の信号ビーム単一光子検出器２５
８、２６０のどちらが光子を記録したかを検出すること
で、受信器２０４は送信器が論理値１又は０を送信した
かを決定することができる。２進法における１、０等の
論理値の列は、暗号化キー列を構成する。
【００３０】（エラ−検出および訂正）送信器２０２お
よび受信器２０４は、良く知られた従来の固定技術を用
いることによって経路長差を能動的に固定できる。この
ように、送信器サイド２０２および受信器サイド２０４
の双方における経路長差に基づくエラ−を減少できる。
更に、送信器２０２および受信器２０４は、信号ビーム
（ｓ１、ｓ２）伝送におけるエラ−を検出することがで
き、失敗した転送を途中でやめることによりそのような
エラ−を訂正することができる。
よび受信器２０４は、良く知られた従来の固定技術を用
いることによって経路長差を能動的に固定できる。この
ように、送信器サイド２０２および受信器サイド２０４
の双方における経路長差に基づくエラ−を減少できる。
更に、送信器２０２および受信器２０４は、信号ビーム
（ｓ１、ｓ２）伝送におけるエラ−を検出することがで
き、失敗した転送を途中でやめることによりそのような
エラ−を訂正することができる。
【００３１】以下に、両通信者（送信器２０２および受
信器２０４）がキー列通信結果を修正できる条件を説明
する。第一に、送信器２０２は、通信成功の条件とし
て、アイドラー・ビーム単一光子検出器２２０による第
一および第二のアイドラー・ビーム（ｉ１，ｉ２）の光
子の検出を使用する。アイドラー・ビーム検出器２２０
による第一および第二のアイドラー・ビーム（ｉ１，ｉ
２）の光子の検出成功の条件下においてのみ、送信器２
０２はフラグ信号を受信器２０４に送り、受信器２０４
下では、第一又は第二の信号ビーム単一光子検出器２５
８または２６０の何れかによる検出が記録される。第二
に、受信器側２０４が第一又は第二の信号ビーム単一光
子検出器２５８、２６０の何れかにより第一又は第二の
信号ビーム単一光子を検出するという条件下においての
み、検出成功を示すフラグ信号が従来のデータ・ライン
２０８を介して送信器２０２へ送り返される。第一およ
び第二のアイドラー・ビーム（ｉ１，ｉ２）の光子検出
用のフラグ信号と結合され、通信は成功と見なされる。
信器２０４）がキー列通信結果を修正できる条件を説明
する。第一に、送信器２０２は、通信成功の条件とし
て、アイドラー・ビーム単一光子検出器２２０による第
一および第二のアイドラー・ビーム（ｉ１，ｉ２）の光
子の検出を使用する。アイドラー・ビーム検出器２２０
による第一および第二のアイドラー・ビーム（ｉ１，ｉ
２）の光子の検出成功の条件下においてのみ、送信器２
０２はフラグ信号を受信器２０４に送り、受信器２０４
下では、第一又は第二の信号ビーム単一光子検出器２５
８または２６０の何れかによる検出が記録される。第二
に、受信器側２０４が第一又は第二の信号ビーム単一光
子検出器２５８、２６０の何れかにより第一又は第二の
信号ビーム単一光子を検出するという条件下においての
み、検出成功を示すフラグ信号が従来のデータ・ライン
２０８を介して送信器２０２へ送り返される。第一およ
び第二のアイドラー・ビーム（ｉ１，ｉ２）の光子検出
用のフラグ信号と結合され、通信は成功と見なされる。
【００３２】次に、キー列伝送を比較検証する。このス
テップでは、送信器２０２と受信器２０４の間の伝送条
件が従来の通信路を通じて比較される。矛盾がある場合
は、暗号化キー列伝送がより高い成功率で発生すること
を保証するために、必要な位相変化が調整される。更
に、秘密暗号化キー列伝送の検査手順を、採用し暗号化
キー列伝送の各ビットを検査するために用いることがで
きる。そのような方法を用いて、成功伝送暗号化キー・
ビットが識別されて保存され、失敗ビットが識別されて
廃棄される。最後に、またこの検査手順を用いて全通信
チャンネルを検査し、盗聴者が存在するかどうかを決定
することができる。そのような検査手順は、望ましく
は、送信器２０２が量子状態を準備し（アルゴリズムを
使用して任意の位相順序を発生する）、受信器２０４へ
その状態を送信するという構成を用いる。数回の繰り返
しの後、送信器２０２および受信器２０４が検査結果を
比較する。不一致の場合は、通信チャンネルに障害があ
ると断定することができる。その他の場合は、通信は安
全である。
テップでは、送信器２０２と受信器２０４の間の伝送条
件が従来の通信路を通じて比較される。矛盾がある場合
は、暗号化キー列伝送がより高い成功率で発生すること
を保証するために、必要な位相変化が調整される。更
に、秘密暗号化キー列伝送の検査手順を、採用し暗号化
キー列伝送の各ビットを検査するために用いることがで
きる。そのような方法を用いて、成功伝送暗号化キー・
ビットが識別されて保存され、失敗ビットが識別されて
廃棄される。最後に、またこの検査手順を用いて全通信
チャンネルを検査し、盗聴者が存在するかどうかを決定
することができる。そのような検査手順は、望ましく
は、送信器２０２が量子状態を準備し（アルゴリズムを
使用して任意の位相順序を発生する）、受信器２０４へ
その状態を送信するという構成を用いる。数回の繰り返
しの後、送信器２０２および受信器２０４が検査結果を
比較する。不一致の場合は、通信チャンネルに障害があ
ると断定することができる。その他の場合は、通信は安
全である。
【００３３】当業者は、本発明の通信が一方通行である
ことを認識することができる。即ち、送信器２０２がキ
ー列内のある特定ビットに対してある２進数を選択し、
それに応じて全経路に対して位相値を設定してその値を
達成する。検査手順は、望ましくは、まず送信器側２０
２と受信器側２０４間の位相関係が同一であることを保
証することを行う。その後、暗号キ−伝送システムの校
正を行う。本発明においては、第一および第二の信号ビ
ーム（ｓ１，ｓ２）が両方共に同じファイバー経路（フ
ァイバーリンク２０６）を通るから、第一および第二の
信号ビーム（ｓ１，ｓ２）を伝送するファイバー２０６
に対する如何なる外乱によっても二つの信号ビーム間の
全体の位相関係が変更になることはない。これは実際に
は、二つの信号ビームは、多重分離を可能とするため
に、ファイバー２０６内部において時間的に数ナノ秒だ
け分離されているにすぎないからである。そのような短
い遅延は、余りにも短すぎ、どのような熱的、機械的ま
たは音響的な妨害によっても影響を受ける。従って、こ
れら第一および第二の信号ビーム（ｓ１，ｓ２）は共
に、ファイバー経路２０６に対する外部妨害によって受
ける影響は同じで、そのためこれらの経路長差または相
対的位相が保存される。更に、当業者が認識できるよう
に、本発明は従来技術の上記欠点を除去する量子力学的
状態の偏光の保存に依存するものではない。
ことを認識することができる。即ち、送信器２０２がキ
ー列内のある特定ビットに対してある２進数を選択し、
それに応じて全経路に対して位相値を設定してその値を
達成する。検査手順は、望ましくは、まず送信器側２０
２と受信器側２０４間の位相関係が同一であることを保
証することを行う。その後、暗号キ−伝送システムの校
正を行う。本発明においては、第一および第二の信号ビ
ーム（ｓ１，ｓ２）が両方共に同じファイバー経路（フ
ァイバーリンク２０６）を通るから、第一および第二の
信号ビーム（ｓ１，ｓ２）を伝送するファイバー２０６
に対する如何なる外乱によっても二つの信号ビーム間の
全体の位相関係が変更になることはない。これは実際に
は、二つの信号ビームは、多重分離を可能とするため
に、ファイバー２０６内部において時間的に数ナノ秒だ
け分離されているにすぎないからである。そのような短
い遅延は、余りにも短すぎ、どのような熱的、機械的ま
たは音響的な妨害によっても影響を受ける。従って、こ
れら第一および第二の信号ビーム（ｓ１，ｓ２）は共
に、ファイバー経路２０６に対する外部妨害によって受
ける影響は同じで、そのためこれらの経路長差または相
対的位相が保存される。更に、当業者が認識できるよう
に、本発明は従来技術の上記欠点を除去する量子力学的
状態の偏光の保存に依存するものではない。
【００３４】以上、本発明の好適な実施例を説明した
が、本発明の精神から逸脱することがない限り、形態お
よび細部にわたり多くの修正変更が可能であることはい
うまでもない。ゆえに、本発明は記述および図示した正
確な形態に制限されることなく、添付の請求の範囲に属
するすべての修正を含むように構成されるべきものであ
る。
が、本発明の精神から逸脱することがない限り、形態お
よび細部にわたり多くの修正変更が可能であることはい
うまでもない。ゆえに、本発明は記述および図示した正
確な形態に制限されることなく、添付の請求の範囲に属
するすべての修正を含むように構成されるべきものであ
る。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第一および第二の検出器における信号ビームの検出結果
がそれぞれ第一および第二の論理値とされて、複数の第
一および第二の論理値からなる暗号キー列の伝送が行わ
れるようになっているので、単一粒子の偏光のかかわり
状態が利用される従来の量子暗号通信チャンネルにおい
て生じていたような、通信チャンネルに対する障害（即
ち、熱的又は機械的に誘発された二重屈折）によるエラ
−が発生することはない。したがって、従来にない通信
品質に優れた量子暗号通信チャンネルを提供することが
できる。
第一および第二の検出器における信号ビームの検出結果
がそれぞれ第一および第二の論理値とされて、複数の第
一および第二の論理値からなる暗号キー列の伝送が行わ
れるようになっているので、単一粒子の偏光のかかわり
状態が利用される従来の量子暗号通信チャンネルにおい
て生じていたような、通信チャンネルに対する障害（即
ち、熱的又は機械的に誘発された二重屈折）によるエラ
−が発生することはない。したがって、従来にない通信
品質に優れた量子暗号通信チャンネルを提供することが
できる。
【００３６】また、本発明では、外部からの妨害（盗
聴）を受けた場合には、ビーム・スプリッターに到達す
る信号ビームの光子が不規則なものとなって、第一およ
び第二の検出器の検出結果が不確実なものとなるので、
物理的原理に基づく秘密保持がなされ、盗聴することは
困難である。したがって、秘密性、安全性に優れた量子
暗号通信チャンネルを提供することができる。
聴）を受けた場合には、ビーム・スプリッターに到達す
る信号ビームの光子が不規則なものとなって、第一およ
び第二の検出器の検出結果が不確実なものとなるので、
物理的原理に基づく秘密保持がなされ、盗聴することは
困難である。したがって、秘密性、安全性に優れた量子
暗号通信チャンネルを提供することができる。
【図１】誘導放出効果を伴わない誘導コヒーレンスを有
する本発明のシステムの概観図である。
する本発明のシステムの概観図である。
【図２】本発明の送信器と受信器の間の暗号通信チャン
ネルの概要図である。
ネルの概要図である。
１０２ 第一の発生源 １０４ 第二の発生源 １０６ ビーム・スプリッター １０８ 鏡 １１０ 光変調器 １１２ ドライバー １１４ 第一の検出器 １１６ 第二の検出器
Claims (25)
- 【請求項１】 量子コヒーレンスに基づく量子暗号通信
チャンネルであって、 光源と、 指向手段と、 前記光源によって活性化されると、信号ビームおよびア
イドラー・ビームの形で放射される一組の光子を各々が
発生することができる第一および第二の発生源であっ
て、第一の発生源からのアイドラー・ビームが第二の発
生源に入射するとともに第二の発生源のアイドラー・ビ
ームと一直線になるように調整され、それぞれの信号ビ
ームが前記指向手段により指向されてコモン・ポイント
に集束するように相互に配置されている第一および第二
の発生源と、 前記第一の発生源からのアイドラー・ビーム、前記第一
の発生源からの信号ビーム又は前記第二の発生源からの
信号ビームの内の一つの位相を第一および第二の位相設
定値の間で変える光変調器と、 前記第一の位相設定値から第二の位相設定値へ位相を変
更するタイミングを制御する制御装置と、 前記第一および第二の発生源から入射する信号ビームを
検出する第一および第二の検出器と、 前記コモン・ポイントに配置されて、位相が前記第一の
位相設定値に変更された時に前記第一の検出器へ信号ビ
ームを指向し、位相が前記第二の位相設定値に変更され
た時に前記第二の検出器へ信号ビームを指向するビーム
スプリッターとを有する量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項２】 前記光源がレーザーである請求項１に記
載の量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項３】 前記指向手段が、各信号ビームの光路に
配置され、各信号ビームが前記コモン・ポイントに向け
られるように角度が付けられた反射器である請求項１に
記載の量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項４】 前記第一および第二の発生源が二次非線
形結晶である請求項１に記載の量子暗号通信チャンネ
ル。 - 【請求項５】 前記光源からの光が前記第一の発生源に
入射するように構成されるとともに、前記光源からの光
を前記第二の発生源に入射するように指向するために前
記光源の光路に配置された一連の反射器をさらに有する
請求項１に記載の量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項６】 前記第一の位相設定値が前記第一の発生
源からのアイドラー・ビームの位相であり、前記第二の
位相設定値が１８０度シフトされた前記第一の発生源か
らのアイドラー・ビームの位相である請求項１に記載の
量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項７】 前記ビームスプリッターが偏光ビームス
プリッターである請求項１に記載の量子暗号通信チャン
ネル。 - 【請求項８】 前記第一の検出器での信号ビームの検出
が第一の論理値に対応し、前記第二の検出器での信号ビ
ームの検出が第二の論理値に対応する請求項１に記載の
量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項９】 ２進論理方式が用いられ、前記第一の論
理値が論理１又は論理０のいずれか一方の値であり、前
記第二の論理値が前記論理１および論理０のもう一方の
値である請求項８に記載の量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項１０】 前記制御装置が、前記第一および第二
の論理値に対応して、それぞれ第一の位相設定値から第
二の位相設定値への位相変更のタイミングを制御し、こ
れにより複数の第一および第二の論理値から成る暗号キ
ー列を安全に伝送するように構成されている請求項８に
記載の量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項１１】 量子コヒーレンスに基づく量子暗号通
信チャンネルであって、 送信器システムと受信器システムおよび光リンクとを有
し、 前記送信器システムは、 光源と、 第一の指向手段と、 前記光源によって活性化されると、信号ビームおよびア
イドラー・ビームの形で放射される一組の光子を各々が
発生することができる第一および第二の発生源であっ
て、第一の発生源からのアイドラー・ビームが第二の発
生源に入射するとともに第二の発生源のアイドラー・ビ
ームと一直線になるように調整され、それぞれの信号ビ
ームが前記第一の指向手段により指向されて第一のコモ
ン・ポイントに集束するように相互に配置されている第
一および第二の発生源と、 前記第一の発生源からのアイドラー・ビーム、前記第一
の発生源からの信号ビーム又は前記第二の発生源からの
信号ビームの内の一つの位相を第一および第二の位相設
定値の間で変える光変調器と、 第一の位相設定値から第二の位相設定値へ位相を変更す
るタイミングを制御する第一の制御装置とを有し、 前記受信器システムは、 前記送信器システムからの信号ビームを第二のコモン・
ポイントに集束するように指向する第二の指向手段と、 前記第一および第二の発生源から入射する信号ビームを
検出する第一および第二の検出器と、 前記第二のコモン・ポイントに配置されて、位相が前記
第一の位相設定値に変更された時に前記第一の検出器へ
信号ビームを指向し、位相が前記第二の位相設定値に変
更された時に前記第二の検出器へ信号ビームを指向する
ビームスプリッターとを有し、 前記光リンクは、前記第二および第三の光変調器の光通
信におけるものであって、前記送信器システムと前記受
信器システムを光学的に接続しその間に信号ビームを伝
送するように構成されている量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項１２】 前記光源がレーザーである請求項１１
に記載の量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項１３】 前記第一および第二の発生源が二次非
線形結晶である請求項１１に記載の量子暗号通信チャン
ネル。 - 【請求項１４】 前記光源からの光が前記第一の発生源
に入射するように構成されるとともに、前記光源からの
光を前記第二の発生源に入射するように指向するために
前記光源の光路に配置された一連の反射器をさらに有す
る請求項１１に記載の量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項１５】 前記第一の位相設定値が前記第一の発
生源からのアイドラー・ビームの位相であり、前記第二
の位相設定値が１８０度シフトされた前記第一の発生源
からのアイドラー・ビームの位相である請求項１１に記
載の量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項１６】 前記ビームスプリッターが偏光ビーム
スプリッターである請求項１１に記載の量子暗号通信チ
ャンネル。 - 【請求項１７】 前記第一の検出器での信号ビームの検
出が第一の論理値に対応し、前記第二の検出器での信号
ビームの検出が第二の論理値に対応する請求項１１に記
載の量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項１８】 ２進論理方式が用いられ、前記第一の
論理値が論理１又は論理０のいずれか一方の値であり、
前記第二の論理値が前記論理１および論理０のもう一方
の値である請求項１７に記載の量子暗号通信チャンネ
ル。 - 【請求項１９】 前記第一の制御装置が、前記第一およ
び第二の論理値に対応して、それぞれ第一の位相設定値
から第二の位相設定値への位相変更のタイミングを制御
し、前記受信器システムへの安全な伝送のために暗号化
キ−として前記第一および第二の論理値の列を使用する
ように構成されている請求項１７に記載の量子暗号通信
チャンネル。 - 【請求項２０】 第一の指向手段が、 前記第二の発生源からの信号ビームの光路に配置され、
前記第二の発生源からの信号ビームの位相を９０度シフ
トする半波長板と、 前記第一および第二の発生源からの信号ビームの光路に
配置され、前記第一および第二の発生源からの信号ビー
ムをそれぞれ前記第一のコモン・ポイントへ指向する第
一および第二の鏡と、 前記第一のコモン・ポイントに配置され、前記第一の発
生源からの信号ビームを伝送するとともに、９０度位相
がシフトした前記第二発生源からの信号ビームを反射す
る第一の偏光ビームスプリッターと、 前記第一の偏光ビームスプリッターと前記光リンクの間
の光路に配置された第二の光変調器であって、前記第一
発生源からの信号ビームの位相が元のままとされ、前記
第二発生源からの信号ビームの位相がさらに９０度だけ
シフトされてそれにより前記第一の半波長板によりシフ
トされる前の状態にその信号ビームの位相が回復される
ように制御されている第二の光変調器とを有し、 前記第二の指向手段が、 前記光リンクからの信号ビームを受信する第三の光変調
器であって、前記第一の発生源からの信号ビームの位相
が元のままとされ、前記第二の発生源からの信号ビーム
の位相が９０度シフトされるように制御される第三の光
変調器と、 前記第一の発生源からの信号ビームを伝送するととも
に、９０度位相がシフトされた前記第二の発生源からの
信号ビームを反射する第二の偏光ビームスプリッター
と、 前記第二のコモン・ポイントに集束する前の前記第二の
発生源からの信号ビームの光路に配置され、前記第二の
発生源からの信号ビームの位相を９０度シフトし、それ
によりその信号ビームの位相を前記第三の光変調器によ
りシフトされる前の状態となるように回復する第二の半
波長板と、 前記第一および第二の発生源からの各信号ビームの光路
にそれぞれ配置され、前記第一および第二の発生源から
の信号ビームをそれぞれ前記第二のコモン・ポイントへ
指向する第三および第四の鏡とを有する請求項１１に記
載の量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項２１】 前記受信システムに伝送される前に前
記光リンクに前記第二の光変調器からの信号ビームを集
束する第一のレンズを更に有する請求項２０に記載の量
子暗号通信チャンネル。 - 【請求項２２】 前記第三の光変調器から前記第二の偏
光ビームスプリッターに入射する信号ビームを平行化す
る第二のレンズを更に有する請求項２０に記載の量子暗
号通信チャンネル。 - 【請求項２３】 前記第二および第三の光変調器のタイ
ミングを制御する第二および第三の制御装置を更に有す
る請求項２０に記載の量子暗号通信チャンネル。 - 【請求項２４】 前記第一、第二、および第三の制御装
置がマスター・クロックにより同期化され、それら制御
装置からの信号が前記送信器システムを前記受信器シス
テムに接続するデータ・ラインによって伝送されるよう
に構成された請求項２３に記載の量子暗号通信チャンネ
ル。 - 【請求項２５】 前記送信器システムが光源に同期した
第一のクロックを更に有し、前記受信器システムが第二
のクロックを有し、前記第一および第二の制御装置が前
記第一のクロックにより同期化され、前記第三の制御装
置が初めは前記第一のクロックにより同期化されて、こ
れら制御装置からの信号が送信器システムを受信器シス
テムに接続するデータ・ラインによって伝送され、その
後前記第三の制御器が前記第二のクロックにより同期化
されるように構成された請求項２３に記載の量子暗号通
信チャンネル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/234,765 US6522749B2 (en) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | Quantum cryptographic communication channel based on quantum coherence |
| US09/234765 | 1999-01-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000216775A true JP2000216775A (ja) | 2000-08-04 |
| JP3799196B2 JP3799196B2 (ja) | 2006-07-19 |
Family
ID=22882731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23139299A Expired - Fee Related JP3799196B2 (ja) | 1999-01-21 | 1999-08-18 | 量子コヒーレンスに基づく量子暗号通信システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6522749B2 (ja) |
| JP (1) | JP3799196B2 (ja) |
| CA (1) | CA2280576C (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100759811B1 (ko) * | 2005-12-08 | 2007-09-20 | 한국전자통신연구원 | 고속 자동 보상 양자 암호 송수신장치 및 방법 |
| JP2007274108A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Fujitsu Ltd | 単一光子発生装置 |
| CN100351776C (zh) * | 2005-05-25 | 2007-11-28 | 中国科学技术大学 | 一种自平衡等比分束方法及量子真随机码发生装置 |
| US7801309B2 (en) | 2005-02-17 | 2010-09-21 | Fujitsu Limited | Private key delivery system and a private key delivery method |
| JP2017026839A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 日本電信電話株式会社 | 光子発生装置 |
Families Citing this family (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7162035B1 (en) | 2000-05-24 | 2007-01-09 | Tracer Detection Technology Corp. | Authentication method and system |
| JP3841261B2 (ja) * | 2000-09-11 | 2006-11-01 | 三菱電機株式会社 | 位相変調装置及び位相変調方法 |
| US7324647B1 (en) | 2000-10-23 | 2008-01-29 | Bbn Technologies Corp. | Quantum cryptographic key distribution networks with untrusted switches |
| FR2816772B1 (fr) * | 2000-11-10 | 2003-01-31 | Thomson Csf | Procede et systeme de transmission par cryptographie quantique |
| FR2816780B1 (fr) * | 2000-11-10 | 2003-01-31 | Thomson Csf | Procede et systeme de transmission par cryptographie quantique |
| AUPR405901A0 (en) * | 2001-03-28 | 2001-04-26 | Lofts, Mark Dr | Method and system for binary signalling via quantum non-locality |
| US20050143791A1 (en) * | 2001-07-09 | 2005-06-30 | Stuart Hameroff | Process of treating a cell |
| US7212974B2 (en) * | 2001-07-11 | 2007-05-01 | Daniel Kilbank | System and method for compressing and encoding data |
| JP4462806B2 (ja) * | 2002-02-22 | 2010-05-12 | 日本電気株式会社 | 量子暗号鍵配布システム |
| US6897434B1 (en) * | 2002-02-28 | 2005-05-24 | Northwestern University | All-fiber photon-pair source for quantum communications |
| US20040208638A1 (en) * | 2002-05-07 | 2004-10-21 | Jansen David B. | Communication system using entangled photons |
| US7403623B2 (en) * | 2002-07-05 | 2008-07-22 | Universite Libre De Bruxelles | High-rate quantum key distribution scheme relying on continuously phase and amplitude-modulated coherent light pulses |
| US7333611B1 (en) | 2002-09-27 | 2008-02-19 | Northwestern University | Ultra-secure, ultra-efficient cryptographic system |
| US20060222180A1 (en) * | 2002-10-15 | 2006-10-05 | Elliott Brig B | Chip-scale transmitter for quantum cryptography |
| US7627126B1 (en) | 2002-10-15 | 2009-12-01 | Bbn Technologies Corp. | Systems and methods for implementing path length control for quantum cryptographic systems |
| US7460670B1 (en) | 2002-12-20 | 2008-12-02 | Bbn Technologies Corp. | Systems and methods for managing quantum cryptographic networks |
| US9897894B2 (en) | 2003-01-13 | 2018-02-20 | Daniel S Klotzer | Morphable identity, networkable photonic quantum logic gate system and method |
| US7777177B2 (en) * | 2003-01-13 | 2010-08-17 | Klotzer Daniel S | System for responding to a superposition of quantum states |
| KR100460843B1 (ko) * | 2003-02-27 | 2004-12-09 | 한국전자통신연구원 | 영상 암호화/복원 장치 및 그 방법 |
| US7512242B2 (en) * | 2003-03-21 | 2009-03-31 | Bbn Technologies Corp. | Systems and methods for quantum cryptographic key transport |
| US7706535B1 (en) | 2003-03-21 | 2010-04-27 | Bbn Technologies Corp. | Systems and methods for implementing routing protocols and algorithms for quantum cryptographic key transport |
| US7430295B1 (en) | 2003-03-21 | 2008-09-30 | Bbn Technologies Corp. | Simple untrusted network for quantum cryptography |
| US7539308B2 (en) * | 2003-05-23 | 2009-05-26 | General Dynamics Advanced Information Systems, Inc. | Quantum steganography |
| US7609382B2 (en) * | 2003-05-23 | 2009-10-27 | General Dynamics Advanced Information System, Inc, | System and method of detecting entangled photons |
| US20050095003A1 (en) * | 2003-10-30 | 2005-05-05 | Huberman Bernardo A. | Quantum approach for coordinating activities |
| JP4095536B2 (ja) * | 2003-10-30 | 2008-06-04 | 株式会社東芝 | 秘密鍵配布方法および秘密鍵配布装置 |
| US7304314B2 (en) * | 2003-11-26 | 2007-12-04 | General Dynamics Advanced Information Systems Inc. | Quantum cross-ambiguity function generator |
| US7831048B2 (en) * | 2003-12-17 | 2010-11-09 | General Dynamics Advanced Information Systems, Inc. | Secure quantum key distribution using entangled photons |
| US7292342B2 (en) * | 2004-01-30 | 2007-11-06 | General Dynamics Advanced Information Systems Inc. | Entangled photon fourier transform spectroscopy |
| US7515716B1 (en) * | 2004-02-26 | 2009-04-07 | Bbn Technologies Corp. | Systems and methods for reserving cryptographic key material |
| US7697693B1 (en) | 2004-03-09 | 2010-04-13 | Bbn Technologies Corp. | Quantum cryptography with multi-party randomness |
| US7362420B2 (en) * | 2004-03-24 | 2008-04-22 | General Dynamics Advanced Information Systems, Inc. | Entangled-photons range finding system and method |
| US7408637B2 (en) * | 2004-03-24 | 2008-08-05 | General Dynamics Advanced Information Systems, Inc. | Entangled photon spectroscopy for stand-off detection and characterization |
| ATE417428T1 (de) * | 2004-05-03 | 2008-12-15 | Research In Motion Ltd | System und verfahren zur erzeugung reproduzierbarer sitzungsschlüssel |
| US7920704B2 (en) * | 2004-10-09 | 2011-04-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Systems and methods for obtaining information on a key in BB84 protocol of quantum key distribution |
| FR2879381B1 (fr) * | 2004-12-15 | 2008-12-26 | Thales Sa | Systeme de distribution quantique de cle de cryptage a variables continues |
| US7706694B2 (en) * | 2005-07-25 | 2010-04-27 | General Dynamics Advanced Information Systems, Inc. | Processor for entangled complex signals |
| US20070130455A1 (en) * | 2005-12-06 | 2007-06-07 | Elliott Brig B | Series encryption in a quantum cryptographic system |
| US20070133798A1 (en) * | 2005-12-14 | 2007-06-14 | Elliott Brig B | Quantum cryptography on a multi-drop optical network |
| US8082443B2 (en) * | 2006-01-09 | 2011-12-20 | Bbnt Solutions Llc. | Pedigrees for quantum cryptography |
| US20070291811A1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-20 | Conti Ralph S | Entangled Photon Source |
| US7876901B2 (en) * | 2007-03-29 | 2011-01-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Alternative design for quantum cryptographic entangling probe |
| US7965944B2 (en) * | 2007-05-18 | 2011-06-21 | Corning Incorporated | System for passive scrambling and unscrambling of an optical signal |
| US7995196B1 (en) | 2008-04-23 | 2011-08-09 | Tracer Detection Technology Corp. | Authentication method and system |
| MY153007A (en) * | 2008-06-27 | 2014-12-31 | Mimos Berhad | A system for preparation and nitary tranformation of quantum states for quantum key distribution |
| WO2009157756A2 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Mimos Berhad | Method of preparation and unitary transformation of quantum states for quantum key distribution |
| US8385548B2 (en) * | 2009-02-17 | 2013-02-26 | Nucrypt Llc | System and method for entangled photons generation and measurement |
| US8433070B2 (en) * | 2010-05-17 | 2013-04-30 | Raytheon Bbn Technologies Corp. | Systems and methods for stabilization of interferometers for quantum key distribution |
| US8391486B2 (en) | 2011-04-28 | 2013-03-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Secure key distribution using sequential weak values |
| US10644882B2 (en) | 2017-04-25 | 2020-05-05 | Bank Of America Corporation | Electronic security keys for data security based on quantum particle states |
| US10432663B2 (en) | 2017-04-25 | 2019-10-01 | Bank Of America Corporation | Electronic security keys for data security based on quantum particle states that indicates type of access |
| KR102251540B1 (ko) * | 2019-10-14 | 2021-05-13 | 한국과학기술연구원 | 제3자 없이 수행할 수 있는 상호 양자 개체 인증 방법 |
| CN113422653B (zh) * | 2021-06-18 | 2022-08-09 | 广西大学 | 一种无需偏振反馈的量子通信系统及量子安全直接通信方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5311592A (en) * | 1986-06-11 | 1994-05-10 | Mcdonnell Douglas Corporation | Sagnac interferometer based secure communication system |
| US5307410A (en) * | 1993-05-25 | 1994-04-26 | International Business Machines Corporation | Interferometric quantum cryptographic key distribution system |
| EP0739559B1 (en) * | 1993-09-09 | 2003-04-09 | BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company | Method for key distribution using quantum cryptography |
| US5768378A (en) * | 1993-09-09 | 1998-06-16 | British Telecommunications Public Limited Company | Key distribution in a multiple access network using quantum cryptography |
| GB9320793D0 (en) * | 1993-10-08 | 1993-12-08 | Secr Defence | Cryptographic receiver |
| US5515438A (en) * | 1993-11-24 | 1996-05-07 | International Business Machines Corporation | Quantum key distribution using non-orthogonal macroscopic signals |
| US5966224A (en) * | 1997-05-20 | 1999-10-12 | The Regents Of The University Of California | Secure communications with low-orbit spacecraft using quantum cryptography |
| US5974150A (en) * | 1997-09-30 | 1999-10-26 | Tracer Detection Technology Corp. | System and method for authentication of goods |
| US6314189B1 (en) * | 1997-10-02 | 2001-11-06 | Akio Motoyoshi | Method and apparatus for quantum communication |
-
1999
- 1999-01-21 US US09/234,765 patent/US6522749B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-18 JP JP23139299A patent/JP3799196B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-20 CA CA002280576A patent/CA2280576C/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7801309B2 (en) | 2005-02-17 | 2010-09-21 | Fujitsu Limited | Private key delivery system and a private key delivery method |
| CN100351776C (zh) * | 2005-05-25 | 2007-11-28 | 中国科学技术大学 | 一种自平衡等比分束方法及量子真随机码发生装置 |
| KR100759811B1 (ko) * | 2005-12-08 | 2007-09-20 | 한국전자통신연구원 | 고속 자동 보상 양자 암호 송수신장치 및 방법 |
| JP2007274108A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Fujitsu Ltd | 単一光子発生装置 |
| US7768692B2 (en) | 2006-03-30 | 2010-08-03 | Fujitsu Limited | Single-photon generator |
| JP4724035B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-07-13 | 富士通株式会社 | 単一光子発生装置 |
| JP2017026839A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 日本電信電話株式会社 | 光子発生装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3799196B2 (ja) | 2006-07-19 |
| US6522749B2 (en) | 2003-02-18 |
| CA2280576C (en) | 2003-04-29 |
| US20030002670A1 (en) | 2003-01-02 |
| CA2280576A1 (en) | 2000-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3799196B2 (ja) | 量子コヒーレンスに基づく量子暗号通信システム | |
| US7227955B2 (en) | Single-photon watch dog detector for folded quantum key distribution system | |
| JP4532484B2 (ja) | 量子暗号通信装置 | |
| US8374350B2 (en) | Quantum communication system | |
| US7536012B1 (en) | Entangled quantum communications and quantum imaging | |
| CN108604425B (zh) | 随机数序列生成装置、量子密码发送机以及量子密码通信系统 | |
| US7934132B2 (en) | Communication system and method for controlling the same | |
| JP4095672B2 (ja) | 量子暗号装置および方法 | |
| US20030169880A1 (en) | Quantum cryptography key distribution system and method | |
| JP5512848B2 (ja) | 量子暗号装置 | |
| US7974540B2 (en) | Communication system and communication method using the same | |
| EP2359505A1 (en) | Qkd transmitter and transmission method | |
| JP4358829B2 (ja) | Ｑｋｄシステムのウォッチドッグ検出器 | |
| JP2005268958A (ja) | 量子暗号通信装置 | |
| JP4746588B2 (ja) | 量子暗号通信装置及び量子暗号通信方法 | |
| JP4388316B2 (ja) | 量子暗号通信装置および方法 | |
| JP4421975B2 (ja) | 光検出装置および量子暗号通信システム | |
| JP2004356996A (ja) | 受信兼再送信機および送信兼再受信機からなる量子暗号通信システム及びそのタイミング信号作成法 | |
| JP2005286485A (ja) | 量子暗号通信方法、および量子暗号通信装置 | |
| JP6257042B2 (ja) | 量子鍵配送システムおよび量子鍵配送方法 | |
| JP4523365B2 (ja) | 量子暗号通信装置 | |
| JP2003037594A (ja) | 光信号伝送装置及び光信号伝送システム及び光信号伝送方法 | |
| JP4421977B2 (ja) | 量子暗号通信装置 | |
| JP4348540B2 (ja) | 量子暗号装置 | |
| JP2008294946A (ja) | 量子暗号通信システムおよび方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040128 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040329 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040519 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040618 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040623 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20040924 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20050323 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20050323 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060119 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060424 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |