量子暗号：量子鍵配送の包括的な概要と課題、そして未来

Core Concepts

量子鍵配送（QKD）は、量子力学の原理を利用して盗聴不可能な方法で暗号鍵を共有することを可能にする技術であり、現代の暗号技術が直面するセキュリティ上の脅威に対する潜在的な解決策として期待されている。

Abstract

量子暗号：量子鍵配送の包括的な概要と課題、そして未来

この論文は、量子鍵配送（QKD）の歴史、発展、現状、そして将来展望について包括的に解説している。

古典的な暗号技術は、計算量の多さによって安全性を担保しているが、量子コンピュータの登場により、その安全性が脅かされる可能性が懸念されている。
量子暗号、特にQKDは、量子力学の原理に基づいて安全性を保証するため、量子コンピュータに対しても安全な通信を実現できる可能性を秘めている。

1984年に発表されたBB84プロトコルは、QKDの基礎となるプロトコルであり、単一光子の偏光状態を用いて鍵情報を伝送する。
初期のQKDシステムでは、単一光子源の代わりに微弱なレーザー光源が用いられたが、光子数分割攻撃（PNS攻撃）に対して脆弱であることが判明した。
この問題を克服するために、デコイ状態BB84プロトコルや、位相シフトを用いたプロトコルなど、様々なQKDプロトコルが開発されてきた。

Key Insights Distilled From

Quantum Cryptography: an overview of Quantum Key Distribution

by Davide Rusca... at arxiv.org 11-07-2024

https://arxiv.org/pdf/2411.04044.pdf