JP2006060619A - 光検出方法、光検出装置および量子暗号通信システム - Google Patents
光検出方法、光検出装置および量子暗号通信システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006060619A JP2006060619A JP2004241586A JP2004241586A JP2006060619A JP 2006060619 A JP2006060619 A JP 2006060619A JP 2004241586 A JP2004241586 A JP 2004241586A JP 2004241586 A JP2004241586 A JP 2004241586A JP 2006060619 A JP2006060619 A JP 2006060619A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical pulse
- pulse train
- branching
- branched
- optical
- 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
Images
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
【解決手段】 光伝送路304にて受信機30に入力された光パルス列を光分岐手段31にて分岐し、分岐された光パルス列の一方を、分岐された光パルス列の他方に対して2パルス分遅延させる。遅延が施された一方の光パルス列と、他方の光パルス列とを光合波器32にて合波する。光合波器32からの2つの出力は、それぞれ光分岐手段33、35に入力され、それぞれで2経路に分岐され、分岐された一方の光パルス列を、他方の光パルス列に対して1パルス分遅延させる。次いで、1パルス分の遅延が施された光パルス列と、遅延されない光パルス列とを光合波器36、38で合波し、その出力を光子検出器37〜40にて検出する。
【選択図】 図3
Description
図3は、本発明の実施例1に係る量子暗号通信システムの構成図である。
図3において、送信機300は、光源301、位相変調器302、減衰手段303、および送信機300全体を制御する第1の制御部(不図示)を備え、この第1の制御部は、制御を実行するCPUと、このCPUの制御プログラムを格納したROMおよびCPUの作業領域を提供するRAMを有する第1の記憶手段とを備え、送信機300の各構成もこの制御部によって統合して制御される。減衰手段303は、例えば、NDフィルタ等、レーザ光などの光源301から入射される光を大きく減衰させるための手段であればいずれのものを用いても良い。この送信機300の構成は、従来技術と同様である。
また、光合波器34の2つの出射端にはそれぞれ、光子検出器37、38が、光合波器36の2つの出射端にはそれぞれ、光子検出器39、40が接続されている。
光子検出器37:φ1=φ4=0、φ2=φ3=π
光子検出器38:φ1=φ2=3π/2、φ3=φ4=π/2
光子検出器39:φ1=φ3=3π/2、φ2=φ4=π/2
光子検出器40:φ1=φ2=φ3=φ4=π
これより、各光子検出器における振幅(数1)は次のようになる。
ステップ1:送信機300は、0またはπでランダムに位相変調したコヒーレント光パルス列を、パルス当り平均1個光子未満(例えば、0.1光子/パルス〉として送信する。このとき位相変調に用いた位相変調データは第1の記憶手段に記録する。受信機30は、光伝送路304を経て送信機300より伝送されたパルス列から図3の構成の受信回路で光子検出し、光子が検出された時刻(光子検出時刻とも呼ぶ)とどの光子検出器が光子を検出したかを示す情報とを第2の記憶手段に記録する。
上記手順において、送受信機間でやり取りされるのは、時刻情報のみで、ビット情報は外部に出てこない。そこで、これを秘密鍵とする。
図5は、本発明の実施例2に係る量子暗号通信システムの構成図である。
図5において、光検出装置としての受信機50は、光分岐手段51と、光分岐手段52および2×2の光合波器53を含んで構成される、第1の光分岐・合波回路と、光分岐手段54および2×2の光合波器55を含んで構成される、第2の光分岐・合波回路と、光子検出器56〜59と、受信機50全体を制御する制御部(不図示)とを備えている。この制御部は、制御を実行するCPUと、このCPUの制御プログラムを格納したROMおよびCPUの作業領域を提供するRAMを有する記憶手段とを備え、受信機50の各構成もこの制御部によって統合して制御される。
また、光合波器53の2つの出射端にはそれぞれ、光子検出器56、57が、光合波器55の2つの出射端にはそれぞれ、光子検出器58、59が接続されている。
ステップ21:送信機300は、0またはπでランダムに位相変調したコヒーレント光パルス列を、パルス当り平均1個光子未満(例えば、0.1光子/パルス)として送信する。このとき位相変調に用いた位相変調データは第1の記憶手段に記録する。受信機50は、光伝送路304を経て送信機300より伝送されたパルス列から図5の構成の受信回路で光子検出し、光子検出時刻とどの光子検出器が光子を検出したかを示す情報とを記憶手段に記録する。さらに、光子検出器56または58による光子検出をビット「0」、光子検出器57または59による光子検出をビット「1」として、光子を検出した光子検出器を基に、ビット情報を生成して、記憶手段に記録する。
図6は、本発明の実施例2に係るなりすまし盗聴を説明するための図である。図4において、盗聴者61は、送信機300から送出されたパルス列62を受信して光子検出すると、連続2パルス63または2つ離れたパルス64を受信機50に送出する。ここで、符号601〜604は、連続2パルス63に対する(後述するパターン1に対する)、各光子検出器が検出するパルス列であって、符号601は第1の光分岐・合波回路にて遅延Tが施されたパルス列であり、符号602は第1の光分岐・合波回路にて遅延が施されないパルス列であり、符号603は第2の光分岐・合波回路にて遅延2Tが施されたパルス列であり、符号604は第2の光分岐・合波回路にて遅延が施されないパルス列である。また、符号605〜608は、2つ離れたパルス64に対する(後述するパターン2に対する)、各光子検出器が検出するパルス列であって、符号605は第1の光分岐・合波回路にて遅延Tが施されたパルス列であり、符号606は第1の光分岐・合波回路にて遅延が施されないパルス列であり、符号607は第2の光分岐・合波回路にて遅延2Tが施されたパルス列であり、符号608は第2の光分岐・合波回路にて遅延が施されないパルス列である。
実施例3では、受信機は伝送されてきたパルス列を2分岐し、それぞれを遅延の異なる光分岐・合波回路を通して受信したが、これに限るものではなく、分岐数を多くしても同様の動作が可能である。
図7において、光検出装置としての受信機70は、1入力である光をn個(n≧2)に分岐する1×n光分岐手段71と、第1〜第nの光分岐・合波回路(n≧2)と、受信機70全体を制御する制御部(不図示)とを備えている。この制御部は、制御を実行するCPUと、このCPUの制御プログラムを格納したROMおよびCPUの作業領域を提供するRAMを有する記憶手段とを備え、受信機70の各構成もこの制御部によって統合して制御される。
31、33、35 光分岐手段
32、34、36 光合波器
37、38、39、40 光子検出器
50 受信機
51、52、54 光分岐手段
53、55 光合波器
56、57、58、59 光子検出器
70 受信機
71 1×n光分岐手段
72、74、76 光分岐手段
73、75、77 光合波器
78、79、80、81、82、83 光子検出器
300 送信機
301 光源
302 位相変調器
303 減衰手段
304 光伝送路
Claims (10)
- 入力された、位相変調されパルス当り平均1光子未満のパワーレベルである光パルス列を第1の経路および第2の経路に分岐する第1の分岐工程と、
前記第1の経路に分岐された光パルス列を、前記第2の経路に分岐された光パルス列に対して2パルス分遅延させる第1の遅延工程と、
前記第1の経路に分岐され2パルス分の遅延が施された光パルス列と、前記第2の経路に分岐された光パルス列とを合波する第1の合波工程と、
該合波した光パルス列を第3の経路および第4の経路に分岐する第2の分岐工程と、
前記第3の経路および第4の経路に分岐された光パルス列それぞれを別個に、2経路に分岐する第3の分岐工程と、
該第3の分岐工程にて分岐された一方の光パルス列を、前記第3の分岐工程にて分岐された他方の光パルス列に対して1パルス分遅延させる第2の遅延工程と、
前記第3の分岐工程にて分岐された一方の光パルスであって前記1パルス分の遅延が施された光パルス列と、前記他方の光パルス列とを合波する第2の合波工程と、
該合波した光パルス列を2経路に分岐する第4の分岐工程と、
該第4の分岐工程にて分岐された光パルス列を検出する検出工程と
を有することを特徴とする光検出方法。 - 入力された、位相変調されパルス当り平均1光子未満のパワーレベルである光パルス列を第1の経路および第2の経路に分岐する第1の分岐工程と、
前記第1の経路に分岐された光パルス列を第3の経路および第4の経路に分岐し、かつ前記第2の経路に分岐された光パルス列を第5の経路および第6の経路に分岐する第2の分岐工程と、
前記第3の経路に分岐された光パルス列を、前記第4の経路に分岐された光パルス列に対して1パルス分遅延させ、かつ前記第5の経路に分岐された光パルス列を、前記第6の経路に分岐された光パルス列に対して2パルス分遅延させる遅延工程と、
前記第3の経路に分岐され1パルス分の遅延が施された光パルス列と、前記第4の経路に分岐された光パルス列とを合波し、かつ前記第5の経路に分岐され2パルス分の遅延が施された光パルス列と、前記第6の経路に分岐された光パルス列とを合波する合波工程と、
該合波した光パルス列を2経路に分岐する第3の分岐工程と、
該第3の分岐工程にて分岐された光パルス列を検出する検出工程と
を有することを特徴とする光検出方法。 - 入力された、位相変調されパルス当り平均1光子未満のパワーレベルである光パルス列をN分岐(N≧2)する第1の分岐工程と、
該第1の分岐工程にてN分岐されたそれぞれの光パルス列を2経路に分岐する第2の分岐工程と、
前記N分岐された光パルス列のそれぞれについて該第2の分岐工程にて2経路に分岐された光パルス列の一方を、該2経路に分岐された光パルス列の他方に対して所定のパルス分の遅延を施す工程であって、前記N分岐された光パルス列のk番目(1≦k≦N)の光パルス列では、前記2経路に分岐された光パルス列の一方を該光パルス列の他方に対してkパルス分遅延させる遅延工程と、
前記N分岐された光パルス列のそれぞれについて第2の分岐工程で2経路に分岐された光パルス列のうち、前記所定のパルス分の遅延が施された一方のパルス列と、前記他方のパルス列とを合波する工程であって、該合波をN分岐された光パルス列それぞれについて行う合波工程と、
該合波した光パルス列を2経路に分岐する第3の分岐工程と、
該第3の分岐工程にて分岐された光パルス列を検出する検出工程と
を有することを特徴とする光検出方法。 - 前記位相変調は、0またはπで無作為に行われることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光子検出方法。
- 入力された、位相変調されパルス当り平均1光子未満のパワーレベルである光パルス列を第1の経路および第2の経路に分岐して第1の出力端子および第2の出力端子より出力する第1の分岐手段と、
前記第1の出力端子より出力された光パルス列を、前記第2の出力端子より出力された光パルス列に対して2パルス分遅延させる第1の遅延手段と、
前記2パルス分遅延された光パルス列が入力される第1の入力端子と、前記第2の出力端子より出力された光パルス列が入力される第2の入力端子とを有し、前記第1および第2の入力端子から入力された光パルス列を合波する第1の合波手段と、
該合波した光パルス列を第3の経路および第4の経路に分岐して第3の出力端子および第4の出力端子より出力する第2の分岐手段と、
前記第3の経路および第4の経路に別個に接続され、前記第2の分岐手段から入力された光パルス列を2経路に分岐して第5の出力端子および第6の出力端子より出力する第3の分岐手段と、
前記第5の出力端子より出力された光パルス列を、前記第6の出力端子より出力された光パルス列に対して1パルス分遅延させる第2の遅延手段と、
前記1パルス分遅延された光パルス列が入力される第3の入力端子と、前記第6の出力端子より出力された光パルス列が入力される第4の入力端子とを有し、前記第3および第4の入力端子から入力された光パルス列を合波する第2の合波手段と、
該合波した光パルス列を2経路に分岐して第7の出力端子および第8の出力端子より出力する第4の分岐手段と
前記第7の出力端子および第8の出力端子に別個に接続され、前記第4の分岐手段により分岐された光パルス列を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする光検出装置。 - 入力された、位相変調されパルス当り平均1光子未満のパワーレベルである光パルス列を第1の経路および第2の経路に分岐して第1の出力端子および第2の出力端子より出力する第1の分岐手段と、
前記第1の出力端子より出力された光パルス列を第3の経路および第4の経路に分岐して第3の出力端子および第4の出力端子より出力する第2の分岐手段と、
前記第3の出力端子より出力された光パルス列を、前記第4の出力端子より出力された光パルス列に対して1パルス分遅延させる第1の遅延手段と、
前記1パルス分遅延された光パルス列が入力される第1の入力端子と、前記第4の出力端子より出力された光パルス列が入力される第2の入力端子とを有し、前記第1および第2の入力端子から入力された光パルス列を合波する第1の合波手段と、
該合波した光パルス列を2経路に分岐して第5の出力端子および第6の出力端子より出力する第3の分岐手段と、
前記第2の出力端子より出力された光パルス列を第5の経路および第6の経路に分岐して第7の出力端子および第8の出力端子より出力する第4の分岐手段と、
前記第7の出力端子より出力された光パルス列を、前記第8の出力端子より出力された光パルス列に対して2パルス分遅延させる第2の遅延手段と、
前記2パルス分遅延された光パルス列が入力される第3の入力端子と、前記第8の出力端子より出力された光パルス列が入力される第4の入力端子とを有し、前記第3および第4の入力端子から入力された光パルス列を合波する第2の合波手段と、
該合波した光パルス列を2経路に分岐して第9の出力端子および第10の出力端子より出力する第5の分岐手段と、
前記前記第5の出力端子、第6の出力端子、第9の出力端子および第10の出力端子にそれぞれ別個に接続され、前記第3および第5の分岐手段により分岐された光パルス列を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする光検出装置。 - N個の出力端子を有し、入力された、位相変調されパルス当り平均1光子未満のパワーレベルである光パルス列をN分岐(N≧2)して前記N個の出力端子より出力する第1の分岐手段と、
該第1の分岐手段のN個の出力端子にそれぞれ接続された、前記第1の分岐手段の出力端子より出力された光パルス列を2経路に分岐して対応する2つの出力端子より出力するN個の第2の分岐手段と、
前記N分岐された光パルス列のそれぞれについて該第2の分岐手段にて2経路に分岐された光パルス列の一方を、該2経路に分岐された光パルス列の他方に対して所定のパルス分の遅延を施す手段であって、前記N分岐された光パルス列のk番目(1≦k≦N)の光パルス列では、前記2経路に分岐された光パルス列の一方を該光パルス列の他方に対してkパルス分遅延させる遅延手段と、
前記第2の分岐手段の対応する2つ出力端子から出力された光パルスのうち、前記所定のパルス分の遅延が施された一方のパルス列が入力される第1の対応する入力端子と、前記他方のパルス列が入力される第2の対応する入力端子とを有し、前記対応する2つの出力端子から入力された光パルス列を合波する手段であって、前記N個の第2の分岐手段と対になるように前記第2の分岐手段に接続されるN個の合波手段と、
該合波した光パルス列を2経路に分岐して対応する出力端子より出力する第3の分岐手段と、
前記対応する出力端子に接続され、前記第3の分岐手段にて分岐された光パルス列を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする光検出装置。 - 前記位相変調は、0またはπで無作為に行われることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載の光子検出装置。
- データを暗号化し、複合化するための秘密鍵を供給する量子暗号通信システムにおいて、
請求項5乃至7のいずれかに記載の光検出装置と、
該光検出装置に伝送路を介して前記位相変調されパルス当り平均1光子未満のパワーレベルである光パルス列を前記光検出装置へ送信する送信機とを備え、
前記送信機は、
コヒーレンス時間がパルス間隔より長い一定時間間隔の光パルス列を発生する発生手段と、
前記発生手段により発生された各パルスの位相を変調する変調手段と、
前記変調手段により位相変調された光パルス列をパルス当り平均1光子未満のパワーレベルで前記伝送路に送出する送出手段と
を備えることを特徴とする量子暗号通信システム。 - 前記変調手段は、前記各パルスを0またはπで無作為に位相を変調することを特徴とする請求項9記載の量子暗号通信システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004241586A JP4421975B2 (ja) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | 光検出装置および量子暗号通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004241586A JP4421975B2 (ja) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | 光検出装置および量子暗号通信システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006060619A true JP2006060619A (ja) | 2006-03-02 |
JP4421975B2 JP4421975B2 (ja) | 2010-02-24 |
Family
ID=36107718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004241586A Expired - Fee Related JP4421975B2 (ja) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | 光検出装置および量子暗号通信システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4421975B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009055345A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子暗号システム |
JP2010062632A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子鍵配送システム |
JP4775820B2 (ja) * | 2004-09-02 | 2011-09-21 | アイディー クアンティック エス.アー. | 非直交2状態量子暗号法及び盗聴探知のために量子ビット内及び量子ビット間干渉を有する装置 |
JP2011228942A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子暗号通信システム |
JP2016036163A (ja) * | 2015-10-19 | 2016-03-17 | 日本電信電話株式会社 | 受信装置 |
JP2016048860A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-07 | 日本電信電話株式会社 | 量子鍵配送システムおよび量子鍵配送方法 |
JP2018022015A (ja) * | 2016-08-03 | 2018-02-08 | 日本電信電話株式会社 | 量子状態測定装置 |
-
2004
- 2004-08-20 JP JP2004241586A patent/JP4421975B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4775820B2 (ja) * | 2004-09-02 | 2011-09-21 | アイディー クアンティック エス.アー. | 非直交2状態量子暗号法及び盗聴探知のために量子ビット内及び量子ビット間干渉を有する装置 |
JP2009055345A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子暗号システム |
JP4705077B2 (ja) * | 2007-08-27 | 2011-06-22 | 日本電信電話株式会社 | 量子暗号システム |
JP2010062632A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子鍵配送システム |
JP2011228942A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子暗号通信システム |
JP2016048860A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-07 | 日本電信電話株式会社 | 量子鍵配送システムおよび量子鍵配送方法 |
JP2016036163A (ja) * | 2015-10-19 | 2016-03-17 | 日本電信電話株式会社 | 受信装置 |
JP2018022015A (ja) * | 2016-08-03 | 2018-02-08 | 日本電信電話株式会社 | 量子状態測定装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4421975B2 (ja) | 2010-02-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
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 | |
JP4173422B2 (ja) | 量子鍵配送方法及び量子鍵配送システム | |
US8171354B2 (en) | Communication system and method for controlling the same | |
JP4662040B2 (ja) | 通信システムおよびその同期制御方法 | |
JP4358206B2 (ja) | 量子暗号通信装置及び量子暗号通信方法 | |
JP6933114B2 (ja) | 単一光子検出装置及び量子鍵配送用受信装置 | |
JP6471903B2 (ja) | 光秘匿通信システム | |
KR20170133245A (ko) | 코드 기반 양자 암호 키 분배 방법, 장치 및 시스템 | |
JP2008066981A (ja) | 秘密鍵配送装置及び秘密鍵配送方法 | |
JP4421975B2 (ja) | 光検出装置および量子暗号通信システム | |
JP4621116B2 (ja) | 量子秘密共有システム及び量子秘密鍵生成方法 | |
KR20230007456A (ko) | 양자 기술을 이용한 안전한 고전적인 광학 통신 | |
JP2008294934A (ja) | 量子暗号通信システムおよび盗聴検知方法 | |
JP6257042B2 (ja) | 量子鍵配送システムおよび量子鍵配送方法 | |
JP4417360B2 (ja) | 量子通信システム | |
JP2007336409A (ja) | セキュア通信システム | |
JP2006261834A (ja) | 秘密鍵配送装置および秘密鍵配送方法 | |
JP4523365B2 (ja) | 量子暗号通信装置 | |
Liu et al. | Experimental unconditionally secure covert communication in dense wavelength-division multiplexing networks | |
JP4421977B2 (ja) | 量子暗号通信装置 | |
JP5062642B2 (ja) | 暗号光送信装置及び受信装置、暗号光送信方法及び受信方法、並びに暗号通信システム | |
JP4755231B2 (ja) | 量子鍵配送システム | |
JP4705077B2 (ja) | 量子暗号システム | |
JP2005130194A (ja) | 量子暗号通信システムおよび送信者側送受信装置 | |
JP2008294946A (ja) | 量子暗号通信システムおよび方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060713 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090911 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091102 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091127 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091203 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4421975 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131211 Year of fee payment: 4 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |