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NICTが「量子通信」の実現に突破口、中継増幅技術を開発

情報通信研究機構(NICT:日本の独立行政法人)ソウル大学と共同で、量子通信を長距離化する中継増幅技術を開発し、実証に成功したと発表した。

 EETimes:「量子通信の実現に大きな突破口」、NICTが中継増幅技術を開発
 http://eetimes.jp/ee/articles/1305/13/news103.html

上記記事の引用(内容がよくわからんのでそのまま引用)

増幅技術の概要

  • 受信側にあらかじめ大きな振幅を持つ「量子重ね合わせ状態」という特殊な光を用意し、その光に送りたい光信号の情報を転写する技術で、量子暗号の長距離化や量子コンピュータの回路の構築にも使えるという。

量子通信の概要

  • 1.桁違いに小さな送信電力で大容量通信が可能
  • 量子通信は、量子コンピュータを用いた新しい受信方式である量子デコーダを使い、現在より桁違いに小さな送信電力で大容量通信を実現する技術である。
  • 2.盗聴不能な量子暗号
  • 盗聴不可能な量子暗号という技術
  • 三菱電機:「量子暗号」万が一、情報が盗聴されてもデータが瞬時に変形。
  • http://www.mitsubishielectric.co.jp/corporate/randd/spotlight/spotlight04.html
  • 量子暗号通信は、第三者などに観測(盗聴)されると瞬時に光子に載っている情報が変形してしまうので盗聴にすぐに気づき、また第三者による解読も不可能なのです。つまり、映画:スパイ大作戦の「尚、このテープは自動的に消滅する」という様なものらしい。

素晴らしいが長距離化できなかった量子通信

  • このケタ違いに低い電力で大容量通信ができ、盗聴不可能な素晴らしい量子通信なのだが、実用化には未だ課題がある。それは非常にデリケートな信号だということだ。信号の量子力学的な性質が回線内の雑音や損失によって、すぐ壊れてしまい、長距離化が難しい。

課題を克服した「量子増幅転送」(日本のNICTソウル大学が共同で開発)

  • 量子暗号の長距離化、量子通信の実現には、光信号の量子力学的性質を保ったまま、その振幅を増幅する技術が必要なほか、雑音の混入もほぼ完全に防ぐ必要がある。今回の技術は、その課題をクリアした内容で、量子力学的性質を保ったまま、遠く離れた地点に大きな信号として再生するもので「量子増幅転送」という。

引用(意味がわからないので、EE Timesの記事をそのまま引用)

  • 量子増幅転送の詳細
  • 具体的には、受信側にあらかじめ大きな振幅を持つ量子重ね合わせ状態という特殊な光を用意し、その一部を分岐して光回線を介して送信側へ送り共有しておく。送信側は、共有した光を送りたい信号と合波し、2つのビームの光子(光のエネルギーの最小単位)を検出。その結果に応じて受信側で量子重ね合わせ状態を適切にフィルタリングし、信号の再生増幅を行うというもの。実証実験では、信号エネルギーの8割が失われる光回線でも、無雑音のまま最大3倍まで増幅された信号を受信することが出来たという。受信側で用意する量子重ね合わせ状態の振幅をさらに大きくすることができれば、原理的に距離や増倍利得を幾らでも増やすことができるという。(多分、理論的にはかなり長距離の量子通信が可能という意味のようだ)
  • NICTでは、さらに小型化し、最終的には「量子暗号、量子コンピュータ、量子通信を光インフラの上でシステム統合するインタフェース技術の開発につなげていく」としている。

量子関係は自分が無学なためよくわからないが、要するに盗聴不能の大容量通信回線技術である「量子通信」が、欠点である長距離通信ができないという問題を克服する技術を日本のNICTソウル大学が共同で開発したということのようだ。量子通信は光回線を使うようだから、従来の光回線でも使うことが出来、膨大な情報を低消費電力で伝送できるという。こういう技術が実用化されると、膨大な情報を低コストで瞬時に共有する事ができる。

自分が想像できるのは、アニメの攻殻機動隊タチコマのような意識の共有、または、映画などで出てくる電子的な都市、サイバーシティだ。量子増幅転送で未来がまた一歩近づいた。こういう技術があると、都市が電子化され、物理的都市(日本の電力の38%は都市が消費している)があまり必要ではなくなり、結果的に電力消費が少なくなり、再生可能エネルギーでエネルギーが自給できる社会になる。それはつまり、ドルがなくても、国内でエネルギーがまかなえることを意味するのである。つまり、国際競争や貿易自体が必要ない状況が生まれる。もっと快適な社会を実現することが可能になる。貿易によって国を富ますのではなく、技術によって人々を快適で、ゆったりとした人間的な社会にすることが出来る。チャップリンのモダンタイムスで描かれた世界と反対の世界を作ることが出来る。

  • Modern Times - Trailer