JP4632652B2

JP4632652B2 - 量子暗号鍵配布システム及びそれに用いる同期方法

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Publication number: JP4632652B2
Application number: JP2003351461A
Authority: JP
Inventors: 章雄田島
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2023-10-10
Also published as: JP2005117512A; US20050078827A1; US7869599B2

Description

本発明は量子暗号鍵配布システム及びそれに用いる同期方法に関し、特に量子暗号通信システムにおいて用いる量子暗号鍵の配布方法に関する。

量子暗号鍵配布システムでは、Ｈｉｓｅｎｂｅｒｇの不確定性原理に基づいて送信者ユニット（以下、アリスとする）と受信者ユニット（以下、ボブとする）との間での盗聴を高い確率で検出することが可能である。よって、量子暗号鍵配布システムでは盗聴されたことを検出することができるので、配布した鍵が安全であるかどうかが明確にわかる。つまり、量子暗号鍵配布システムでは配布された安全な鍵を絶対安全性が証明されているバーナム（Ｖｅｒｎａｍ）暗号の鍵として用いることによって高度な安全性を得ることができる。

次に、量子暗号鍵配布システムの鍵共有フローの一例として位相干渉を用いた場合（ＢＢ８４：ＢｅｎｎｅｔｔＢｒａｓｓａｒｄ８４）について簡単に説明する。ここで、量子チャネルとは、アリスからボブへ送信する光パワーが１ｐｈｏｔｏｎ／ｂｉｔ以下の微弱な状態の通信チャネルを示し、古典チャネルとは通常の光パワー領域での通信チャネルを示している。

この鍵共有フローは、図４に示すように、
（１）アリスで暗号鍵の元データとなるランダムデータビットＡと、変調時の基底（＋基底、Ｘ基底）（基底情報Ａ）となるランダムデータによって位相変調データを生成して記憶する。
（２）アリスで光パルスを位相変調データによって位相変調し、量子チャネルを介してボブに送信する。
（３）ボブでもランダムな基底（＋基底、Ｘ基底）データに基づいてアリスからの光パルスを位相変調し、干渉計を経て受信する。
（４）ボブで受信することができた光データビットＢとその時の基底とを記憶し（基底情報Ｂ）、アリスへ古典チャネルを介して送信する。
（５）アリスではボブから送られた基底情報Ｂと記憶していた基底情報Ａとを比較し、ランダムデータビットＡのうちの基底の合わないビットを破棄する。
（６）アリスからボブへ、ランダムデータビットＡのうちの破棄されずに残ったビットのビット番号を古典チャネルを介して送信する。
（７）ボブではアリスから送られてきたビット番号以外の光データビットＢを破棄する。
（８）アリスとボブとは暗号化鍵データを共有する。

以上のように、アリスとボブとでは鍵データを共有するために、ビット単位での同期を確立することが必要である。しかしながら、量子暗号鍵配布システムは、従来の光通信と大きく異なり、光パワーレベルが単一光子（ＳｉｎｇｌｅＰｈｏｔｏｎ）レベルと微少であるため、量子チャネルを利用して従来の光通信のようなクロック抽出を行うことは不可能である。

特表平０８−５０５０１９号公報特開昭６３−１０７３２３号公報 "Ａｕｔｏｍａｔｅｄ ‘ｐｌｕｇ＆ｐｌａｙ’ ｑｕａｎｔｕｍｋｅｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ"（Ｇ．Ｒｉｂｏｒｄｙ，Ｊ．Ｄ．Ｇａｕｔｉｅｒ，Ｏ．ＧｕｉｎｎａｒｄａｎｄＨ．Ｚｂｉｎｄｅｎ，ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＬＥＴＴＥＲＳ２９ｔｈＯｃｔｏｂｅｒ１９９８Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．２２ｐｐ．２１１６−２１１７）「"Ｐｌｕｇ＆Ｐｌａｙ" ｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒｑｕａｎｔｕｍｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ」（Ａ．Ｍｕｌｌｅｒ，Ｔ．Ｈｅｒｚｏｇ，Ｂ．Ｈｕｔｔｎｅｒ，Ｗ．Ｔｉｔｔｅｌ，Ｈ．ＺｂｉｎｄｅｎａｎｄＮ．Ｇｉｓｉｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７０（７），１７Ｆｅｂｒｕａｒｙ１９９７，ｐｐ．７９３−７９５） "ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙｗｉｔｈＦａｒａｄａｙｍｉｒｒｏｒｓｆｏｒｑｕａｎｔｕｍｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ"（Ｈ．Ｚｂｉｎｄｅｎ，Ｊ．Ｄ．Ｇａｕｔｉｅｒ，Ｎ．Ｇｉｓｉｎ，Ｂ．Ｈｕｔｔｎｅｒ，Ａ．ＭｕｌｌｅｒａｎｄＷ．Ｔｉｔｔｅｌ，ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＬＥＴＴＥＲＳ２７ｔｈＭａｒｃｈ１９９７Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．７ｐｐ．５８６−５８８）

量子暗号鍵配布システムのうち、上記の非特許文献１〜３に記載され、ジュネーブ大で提案されたＰｌｕｇ＆Ｐｌａｙ方式（図５参照）は、光ファイバ伝送路における偏光の揺らぎを補償することができるため、偏光に敏感な量子暗号鍵配布システムを実用化するための方式として期待されている。

このＰｌｕｇ＆Ｐｌａｙ方式では、ボブからアリスへ光パルスが送られてアリスで変調された後、ボブへファラデーミラーを用いて偏光を９０度回転させて反射する。ボブではアリスから反射された光パルスを位相変調した後に干渉させて受信器で受信する。その際、ボブではアリスへ送る光パルスに対して変調を行わず、アリスから送られてきた光パルスのみを変調することが必要である。

この方式では、
（１）ボブから送られた光パルスをパルスに合わせてアリスで変調する時（光ファイバ伝送路の遅延変動に追従する必要）
（２）アリスから反射されてきた光パルスをボブで変調する時（光ファイバ伝送路の遅延変動に追従する必要）、但し、同時にアリスへ送る光パルスは変調しない、すなわちボブ→アリスの光パルスとアリス→ボブの光パルスとはボブの位相変調器へ同じタイミングで入力しない
（３）ボブで光パルスを受信する時、受信器に印可するバイアスを受信光パルスに合わせる（ガイガーモードでの超高感度受信）
という同期が必要である。

また、量子暗号鍵配布システムでは、基底情報のやりとりにおいてもビット単位での同期を確立することが必要である。しかしながら、量子暗号鍵配布システムでは、従来の光通信と大きく異なり、光パワーレベルが単一光子レベルと微少であるため、量子チャネルを利用して従来の光通信のようなクロック抽出を行うことは不可能である。

そこで、古典チャネルを利用してビット同期やフレーム同期、その他システムの較正を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、図６に示すように、アリス７００からボブ８００に対して較正信号を送るため、ボブ８００がアリス７００に対して追随して同期することになる。

しかしながら、Ｐｌｕｇ＆Ｐｌａｙシステムでは、上記の（２）で説明したように、ボブで位相変調するのはアリスから反射されてきた光パルスのみで、ボブからアリスへの光パルスは変調しない。

上記の特許文献１の方法では、ボブがアリスに対して同期するため、伝送路の遅延変動が生じて、アリスから反射されてきた光パルスがボブへ到着するタイミングが変動しても、ボブで変調するタイミングでは変動に追従することができるが、ボブからアリスに送り出す光パルスについては一切制御することができない。

このため、伝送路の遅延量によってはボブ→アリスの光パルスとアリス→ボブの光パルスがボブの位相変調器へ同じタイミングで入力することがあるため、Ｐｌｕｇ＆Ｐｌａｙシステムを実現することが不可能である。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、送信者ユニットと受信者ユニットとの同期を確立し、受信者ユニットから出力する光パルスと送信者ユニットから受信者ユニットに返ってくる光パルスとの位相関係を常に一定とすることができる量子暗号鍵配布システム及びそれに用いる同期方法を提供することにある。

本発明による量子暗号鍵配布システムは、送信者ユニットにおいて受信者ユニットからの光パルスを変調し、その変調した光パルスの偏光をファラデーミラーを用いて９０度回転させて前記受信者ユニット側に反射し、前記受信者ユニットにおいて前記送信者ユニットで反射された光パルスを位相変調した後に干渉させて受信器で受信する量子暗号鍵生成システムの伝送路を含む量子暗号鍵配布システムであって、
前記受信者ユニットと前記送信者ユニットとの間において前記伝送路往復を用いて構成された位相同期ループを備え、
前記位相同期ループは、前記受信者ユニットを主クロック源とし、前記主クロック源から出力されるクロック信号を、前記送信者ユニットから、前記伝送路を介して前記受信者ユニットに送り返す構成であり、
前記送信者ユニットは、前記受信者ユニットから受取ったクロック信号に従属して動作している。

本発明による同期方法は、送信者ユニットにおいて受信者ユニットからの光パルスを変調し、その変調した光パルスの偏光をファラデーミラーを用いて９０度回転させて前記受信者ユニット側に反射し、前記受信者ユニットにおいて前記送信者ユニットで反射された光パルスを位相変調した後に干渉させて受信器で受信する量子暗号鍵生成システムの伝送路を含む量子暗号鍵配布システムに用いる同期方法であって、
前記受信者ユニットと前記送信者ユニットとの間において前記伝送路往復を用いて位相同期ループを構成し、
前記位相同期ループは、前記受信者ユニットを主クロック源とし、前記主クロック源から出力されるクロック信号を、前記送信者ユニットから、前記伝送路を介して前記受信者ユニットに送り返す構成であり、
前記送信者ユニットは、前記受信者ユニットから受取ったクロック信号に従属して動作している。

すなわち、本発明の量子暗号鍵配布システムは、受信者ユニットからの光パルスを送信者ユニットで変調し、その変調した光パルスの偏光をファラデーミラーを用いて９０度回転させて反射し、受信者ユニットにおいて送信者ユニットで反射された光パルスを位相変調した後に干渉させて受信器で受信するＰｌｕｇ＆Ｐｌａｙ量子暗号鍵生成システムの伝送路を含み、受信者ユニットと送信者ユニットとの全体で位相同期ループを構成している。本発明の量子暗号鍵配布システムは、上記の構成において、受信者ユニットが主クロック源となり、送信者ユニットが伝送路を介して受信者ユニットに従属することを特徴とする。

また、本発明の量子暗号鍵配布システムでは、受信者ユニット→送信者ユニット→受信者ユニットという系で位相同期ループを構成し、伝送路の遅延が変動しても伝送路の中のクロック数（波数）が常に一定の正数であるように周波数を制御している。

これによって、本発明の量子暗号鍵配布システムでは、送信者ユニットと受信者ユニットとの同期を確立し、受信者ユニットから出力する光パルスと送信者ユニットから受信者ユニットに返ってくる光パルスとの位相関係を常に一定とすることが可能となる。

したがって、本発明の量子暗号鍵配布システムでは、送信者ユニットと受信者ユニットとが同期して動作する上に、受信者ユニットの中での位相変調器で送信者ユニットからの光パルスだけを変調することが可能となるので、Ｐｌｕｇ＆Ｐｌａｙ方式による量子暗号鍵生成システムが実現可能となる。

本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、送信者ユニットと受信者ユニットとの同期を確立し、受信者ユニットから出力する光パルスと送信者ユニットから受信者ユニットに返ってくる光パルスとの位相関係を常に一定とすることができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による量子暗号鍵配布システムの構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による量子暗号鍵配布システムは送信側の量子ユニット［以下、アリス（Ａｌｉｃｅ）とする］１００と、受信側の量子ユニット［以下、ボブ（Ｂｏｂ）とする］２００と、アリス１００とボブ２００とを接続する光ファイバ伝送路４００と、周波数同期部３００と、折り返し部５００とによって構成されている。

アリス１００とボブ２００とは量子チャネル４０１を介して暗号鍵を生成する。周波数同期部３００は電圧制御発信器［ＶＣＯ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）］３０１と、低域通過フィルタ［ＬＰＦ（ＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）］３０２と、位相検出器（ＰｈａｓｅＤｅｔ）３０３とによって構成されている。

周波数同期部３００から出力される出力クロック信号３０４は光ファイバ伝送路４００中の古典チャネル４０２を介してアリス１００へ送られると同時に、折り返し部５００から折り返されて再び光ファイバ伝送路４００中の古典チャネル４０２を介してボブ２００に送られる。

この時、ボブ２００では出力クロック信号３０４とボブ２００から折り返して返ってきた折り返しクロック信号３０５との位相差を位相検出器３０３において検出する。位相検出器３０３では検出した位相差に応じた信号を出力し、低域通過フィルタ３０２で高周波成分をカットし、電圧制御発信器３０１を制御する。

この系によって光ファイバ伝送路４００を介して、アリス１００とボブ２００との同期、それもアリス１００−ボブ２００間のクロック波数が一定の正数であるものを実現することができる。

図２に詳しい構成のブロック図を示す。この構成では量子チャネル４０１（波長λ１）と同期クロック信号用古典チャネル４０２（波長λ２，λ３）とは別波長を用い、波長多重分離器６０１，６０２を介して光ファイバ伝送路４００に接続されている。

アリス１００は位相変調器（ＰｈａｓｅＭｏｄ．Ａ）１１１と、変調器駆動回路（Ｄｒｖ．）１１２と、遅延調整回路（Ｄ）１１３と、ファラデーミラー（ＦａｒａｄａｙＭｉｒｒｏｒ）１２０と、光減衰器（Ａｔｔ．）１３０とによって構成されている。

ボブ２００はパルス光源であるレーザ［ＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）］２１１と、レーザ駆動回路２１２と、光減衰器（Ａｔｔ．）２１３と、光カップラ４０６と、光サーキュレータ２５０と、ＳｈｏｒｔＰａｔｈ４０４と、ＬｏｎｇＰａｔｈ４０５と、位相変調器（ＰｈａｓｅＭｏｄ．Ｂ）２２１と、変調器駆動回路（Ｄｒｖ．）２２２と、遅延調整回路（Ｄ）２２３と、ＰＢＳ（ＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＢｅａｍＳｐｌｉｔｔｅｒ）２３０と、ＡＰＤ（ＡｖａｌａｎｃｈｅＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）２４１，２４２と、ＡＰＤバイアス回路（Ｄｒｖ．）２４３と、遅延調整回路（Ｄ）２４４とによって構成されている。尚、ＳｈｏｒｔＰａｔｈ４０４及びＬｏｎｇＰａｔｈ４０５は偏波保存ファイバ、光サーキュレータ２５０、光カップラ４０６は偏波保存型である。

パルス光源であるレーザ２１１は周波数同期部３００から供給されるクロックに同期して光パルスを出力する。この光パルスは光カップラ４０６によってＳｈｏｒｔＰａｔｈ４０４、ＬｏｎｇＰａｔｈ４０５に分離され、ＰＢＳ２３０によって合波され、波長合分波器６０２、光ファイバ伝送路４００、波長合分波器６０１を経てアリス１００へ到達する。この時、位相変調器２２１では光パルスに対して位相変調を行わないように、遅延調整部２２３が設定されている。

アリス１００ではボブ２００のＬｏｎｇＰａｔｈ４０５を経た光パルスのみを位相変調器１１１で変調する。位相変調器１１１を駆動する信号は、同期クロックの折り返し部５００より供給されるクロックに同期している。このクロックはボブ２００の周波数同期部３００に同期し、光ファイバ伝送路４００の遅延変動に追従しているので、到着した光パルスに同期して位相変調を行うことができる。

光パルスはファラデーミラー１２０で位相が９０°回転されて反射され、光減衰器１３０で１ｐｈｏｔｏｎ／ｂｉｔ以下のパワーに減衰され、波長合分波器６０１を経て光ファイバ伝送路４００へと送出される。光ファイバ伝送路４００を通った光パルスは波長合分波器６０２を経てボブ２００へと入力する。

光パルスはＰＢＳ２３０でＳｈｏｒｔＰａｔｈ４０４、ＬｏｎｇＰａｔｈ４０５に分離されるが、ファラデーミラー１２０で位相が９０°回転されているので、ボブ２００からアリス１００へ送る際に，ＳｈｏｒｔＰａｔｈ４０４を通った光パルスはＬｏｎｇＰａｔｈ４０５を通り、ＬｏｎｇＰａｔｈ４０５を通った光パルスはＳｈｏｒｔＰａｔｈ４０４を通る。

位相変調器２２１はＬｏｎｇＰａｔｈ４０５に挿入されているので、ボブ２００からアリス１００へと送る際に、ＳｈｏｒｔＰａｔｈ４０４を通った光パルスを位相変調器２２１で変調することになる。すなわち、ボブ２００からアリス１００へと送る際に、ＬｏｎｇＰａｔｈ４０５を通った光パルスはアリス１００で位相変調、ボブ２００からアリス１００へと送る際に、ＳｈｏｒｔＰａｔｈ４０４を通った光パルスはボブ２００で位相変調されることになる。

ボブ２００からアリス１００へと送る際に、ＬｏｎｇＰａｔｈ４０５を通った光パルスも、ＳｈｏｒｔＰａｔｈ４０４を通った光も往復で通る経路長は同一なので、両者は同時に光カップラ４０６に入力されて干渉することになる。アリス１００での変調位相とボブ２００での変調位相とが同一であれば、光パルスはＡＰＤ２４１へ出力され、位相差がπであれば、ＡＰＤ２４２に出力されることになる。

これらの状態はアリス１００とボブ２００との基底が一致していることになる。一方、位相差がπ／２または３π／２の時には出力がどうなるかが一意に定まらない。これらの状態はアリス１００とボブ２００との基底が不一致となっていることになる。

ボブ２００の位相変調器２２１を駆動する信号は、周波数同期部３００に同期しているので、光ファイバ伝送路４００における遅延変動を有する光パルスに同期して位相変調を行うことができる。ボブ１００からアリス２００へと送り出すクロック信号と、アリス１００からボブ２００へと戻って入力するクロック信号とのタイミングは常に一定となるように周波数制御を行う構成なので、位相変調器２２１では戻ってきた光のみに位相変調を行うように初期設定すれば、光ファイバ伝送路４００の遅延が変動しても同じ状態を維持することができる。

ＡＰＤバイアス回路２４３もまた、周波数同期部３００に同期しているので、光ファイバ伝送路４００における遅延変動を有する光パルスに同期してＡＰＤ２４１，２４２にバイアスを加えることができる。

このように、本実施例では、アリス１００とボブ２００との同期を確立し、ボブ２００から出力する光パルスとアリス１００からボブ２００に帰ってくる光パルスとの位相関係を常に一定とすることができる。したがって、本実施例では、アリス１００とボブ２００とが同期して動作する上に、ボブ２００の中の位相変調器２２１でアリス１００からの光パルスだけを変調することが可能となるので、Ｐｌｕｇ＆Ｐｌａｙ方式による量子暗号鍵生成システムを実現することができる。

図３は本発明の他の実施例による量子暗号鍵配布システムの構成を示すブロック図である。図３において、本発明の他の実施例による量子暗号鍵配布システムは、クロック同期だけでなく、暗号鍵生成過程におけるフレーム同期を実現するための構成をとっている。

つまり、本発明の他の実施例による量子暗号鍵配布システムは、アリス側に分周器（１／Ｎ）２０と量子暗号鍵生成器１１とを追加し、ボブ側に量子暗号鍵生成器１２を追加した以外は図１に示す本発明の一実施例による量子暗号鍵配布システムと同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。ここで、量子暗号鍵生成器１１，１２は上述した量子暗号鍵配布方式（ＢＢ８４：ＢｅｎｎｅｔｔＢｒａｓｓａｒｄ８４）によるものである（図４参照）。

本実施例ではクロック同期だけでなく、さらに図４に示すようなアリス−ボブ間での基底情報のやりとり、基底の一致しないビットの廃棄等の暗号鍵生成過程におけるフレーム同期（どこのビットから比較するかを揃えるためのもの）が実現できるような構成である。

また、本実施例では、図１で説明したような方法で同期したクロックをアリスの分周器２０で分周してフレームパルスを作り出し、このフレームパルスをボブにクロックとは別に送ることで、フレーム同期を行っている。

本発明は、防衛、外交、金融等のデータ通信上において高度な安全性が要求される分野に適用することが可能であり、基本周波数をＮ分周したもの同士によって位相同期を検出する方法にも適用可能である。

本発明の一実施例による量子暗号鍵配布システムの構成を示すブロック図である。本発明の一実施例による量子暗号鍵配布システムの詳細な構成を示すブロック図である。本発明の他の実施例によるクロック同期だけでなく、暗号鍵生成過程におけるフレーム同期を実現するための構成を示す図である。量子暗号鍵配布システムの鍵共有フローの一例を示す図である。Ｐｌｕｇ＆Ｐｌａｙ方式の量子暗号鍵配布システムを説明するための図である。古典チャネルを利用してビット同期やフレーム同期、その他システムの較正を行う方法を示す図である。

符号の説明

１００送信側の量子ユニット
１１１，２２１位相変調器
１１２，２２２変調器駆動回路
１１３，２２３，２４４遅延調整回路
１２０ファラデーミラー
１３０，２１３光減衰器
２００受信側の量子ユニット
２１１レーザ
２１２レーザ駆動回路
２３０ＰＢＳ
２４１，２４２ＡＰＤ
２４３ＡＰＤバイアス回路
２５０光サーキュレータ
３００周波数同期部
３０１電圧制御発信器
３０２低域通過フィルタ
３０３位相検出器
３０４出力クロック信号
３０５折り返しクロック信号
４００光ファイバ伝送路
４０１量子チャネル
４０２古典チャネル
４０４ＳｈｏｒｔＰａｔｈ
４０５ＬｏｎｇＰａｔｈ
４０６光カップラ
５００折り返し部
６０１，６０２波長多重分離器

Claims

送信者ユニットにおいて受信者ユニットからの光パルスを変調し、その変調した光パルスの偏光をファラデーミラーを用いて９０度回転させて前記受信者ユニット側に反射し、前記受信者ユニットにおいて前記送信者ユニットで反射された光パルスを位相変調した後に干渉させて受信器で受信する量子暗号鍵生成システムの伝送路を含む量子暗号鍵配布システムであって、
前記受信者ユニットと前記送信者ユニットとの間において前記伝送路往復を用いて構成された位相同期ループを有し、
前記位相同期ループは、前記受信者ユニットを主クロック源とし、前記主クロック源から出力されるクロック信号を、前記送信者ユニットから、前記伝送路を介して前記受信者ユニットに送り返す構成であり、
前記送信者ユニットは、前記受信者ユニットから受取った前記クロック信号に従属して動作し、
前記受信者ユニットは、前記受信者ユニットから前記送信者ユニットへと送り出す前記クロック信号と前記送信者ユニットから前記受信者ユニットへと戻って入力する前記クロック信号との位相関係が一定となるように制御することを特徴とする量子暗号鍵配布システム。
前記位相同期ループは、前記受信者ユニットから前記送信者ユニットを介して前記受信者ユニットに戻る系で構成することを特徴とする請求項１記載の量子暗号鍵配布システム。
前記伝送路の遅延が変動しても前記伝送路の中のクロック数を常に一定の正数であるように前記主クロック源の周波数を制御することを特徴とする請求項１または請求項２記載の量子暗号鍵配布システム。
前記送信者ユニットからの光パルスだけを変調する位相変調器を前記受信者ユニットに含み、前記送信者ユニットと前記受信者ユニットとを同期して動作させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の量子暗号鍵配布システム。
前記主クロック源からのクロック信号を分周してフレームパルスを生成する分周器を前記送信者ユニットに含み、前記分周器からの前記フレームパルスを前記クロック信号とは独立に前記受信者ユニットに送出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載の量子暗号鍵配布システム。
送信者ユニットにおいて受信者ユニットからの光パルスを変調し、その変調した光パル
スの偏光をファラデーミラーを用いて９０度回転させて前記受信者ユニット側に反射し、
前記受信者ユニットにおいて前記送信者ユニットで反射された光パルスを位相変調した後
に干渉させて受信器で受信する量子暗号鍵生成システムの伝送路を含む量子暗号鍵配布シ
ステムに用いる同期方法であって、
前記受信者ユニットと前記送信者ユニットとの間において前記伝送路往復を用いて位相
同期ループを構成し、
前記位相同期ループは、前記受信者ユニットを主クロック源とし、前記主クロック源か
ら出力されるクロック信号を、前記送信者ユニットから、前記伝送路を介して前記受信者
ユニットに送り返す構成であり、
前記送信者ユニットは、前記受信者ユニットから受取った前記クロック信号に従属して動作し、
前記受信者ユニットは、前記受信者ユニットから前記送信者ユニットへと送り出す前記クロック信号と前記送信者ユニットから前記受信者ユニットへと戻って入力する前記クロック信号との位相関係が一定となるように制御することを特徴とする同期方法。
前記位相同期ループは、前記受信者ユニットから前記送信者ユニットを介して前記受信者ユニットに戻る系で構成することを特徴とする請求項６記載の同期方法。
前記伝送路の遅延が変動しても前記伝送路の中のクロック数を常に一定の正数であるように前記主クロック源の周波数を制御することを特徴とする請求項６または請求項７記載の同期方法。
前記受信者ユニット内の位相変調器で前記送信者ユニットからの光パルスだけを変調し、前記送信者ユニットと前記受信者ユニットとを同期して動作させることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか記載の同期方法。
前記送信者ユニット内の分周器で前記主クロック源からのクロック信号を分周してフレームパルスを生成し、そのフレームパルスを前記クロック信号とは独立に前記受信者ユニットに送出することを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか記載の同期方法。