エルサレム・ヘブライ大学ラカ物理学研究所の物理学者チームは、ロスアラモス国立研究所の科学者らと共同で、量子暗号化の新しいアプローチを開発しました。PRX Quantumに掲載されたこの研究は、理想的な単一光子源の構築という課題に対応し、不完全な光源でも機能するように設計された量子鍵配送（QKD）の実用的な解決策を提示しています。
PhD学生のユヴァル・ブルームとヨアド・オルダンを含むチームは、2つの新しいプロトコルを開発しました：切り捨てデコイ状態プロトコルと告知純化プロトコルです。これらのプロトコルは、量子ドットに基づくサブポアソン光子源に適用されました。シミュレーションと実験室での実験により、これらのプロトコルは従来のレーザーベースのQKDアプローチを上回る性能を示し、セキュアな鍵配送を3デシベル以上延長することが実証されました。チームは革新性を検証するため、室温量子ドット源を使用した実用的な量子通信システムを構築し、BB84プロトコルの強化版を実装しました。
この研究は、完全に設計されたハードウェアに頼ることなく効果的なQKDを実現できることを実証し、大規模な量子セキュア通信のコストと技術的障壁を低減することを目指しています。これらのプロトコルは幅広い量子光源で使用できます。ロネン・ラパポート教授は、創意工夫に富んだプロトコルを使用することで、現在のハードウェアでも優れた性能を達成できることを示していると述べています。
2025年9月4日
