量子情報と通信技術 -- 「量子インターネット」という未来

2022年3月30日 2022年4月27日 MaruyamaFujio

2022/04/30 マルゼミ「量子情報と通信技術 -- 「量子インターネット」という未来」概要

4/30 セミナーへのお誘いショートムービー

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セミナーのお申し込みはこちら : https://q-net.peatix.com/

4/30 セミナーへのお誘い

4月30日のセミナーは、「量子情報と通信技術 -- 「量子インターネット」という未来」と言うテーマで開催します。

この間、量子論・量子情報理論には、「量子コンピュータ」と「量子情報通信」という二つの大きな応用分野があるという話をしてきました。今回は、後者の「量子情報通信」にフォーカスして、特に、その技術的到達点の現状を紹介しようと思います。

量子情報通信では、研究者が実装にしのぎを削っている研究・開発分野は二つあります。一つは、量子暗号とその量子キー配布の実装で、もう一つは、量子テレポーテーションの実装です。いずれの分野でも、近年大きな進展があります。そうした動向を紹介するのが、今回のセミナーの目的です。

セミナーは、次のようなトピックを取り上げます。基本的には、代表的な論文の紹介というスタイルで構成しようと思っています。

量子暗号と量子キー配布

日本も頑張っているこの分野では、2021年の1月に、中国の研究チームが、Nature誌に投稿した論文の概要を紹介します。彼らは、光ファイバーだけでなく衛星も使って、宇宙と地上を統合する 4,600kmに及ぶ、量子キー配布のネットワークを実装しました。

量子テレポーテーション

この分野では、2020年の7月に、アメリカの研究チームが arXiv に投稿した論文を紹介します。彼らは、22km離れた地点を光ファイバーで結んで、90%以上の信頼性で安定的に量子テレポーテーションを行うことに成功しました。

量子リピーター

量子通信の技術的なネックの一つは、現在の光通信で利用されている中継増幅器は、量子の状態を壊してしまうので、そのままでは使えないことです。量子の状態を壊さない中継器を「量子リピーター」と言います。この分野の取り組みの現状と課題を紹介します。

量子インターネット

興味深いのは、量子通信技術の着実な発展の中で、「量子インターネット」の構想が立ち上がりつつあることです。最初は、小さな動きでしたが、近年は大きな流れになりつつあるように思います。セミナーでは、「量子インターネット」と言う言葉を、多分、最初に使ったと思われる、2008年のarXivへの投稿論文を紹介します。