「量子情報と通信技術 -- 「量子インターネット」という未来」へのお誘い

【「量子情報と通信技術 -- 「量子インターネット」という未来」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。


インターネットの未来については、現在、さまざまな議論があります。ただ、インターネットの「世代」は、たかだか 20年か30年で変わっていくものです。さらにその先を見据えることは可能なのではないかと考えています。

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　　参考資料
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「量子暗号と量子キー配布」について

2021/01/06  Nature
"An integrated space-to-ground quantum communication network
over 4,600 kilometres" 　
https://www.nature.com/articles/s41586-020-03093-8

「量子テレポーテーション」について

2020/07/28 arXiv
"Teleportation Systems Towards a Quantum Internet"https://arxiv.org/pdf/2007.11157.pdf

「量子インターネット」について

2008/06/25 arXiv
"The Quantum Internet"
https://arxiv.org/pdf/0806.4195.pdf

【「量子情報と通信技術 -- 「量子インターネット」という未来」へのお誘いを公開しました】

https://youtu.be/jVqz62YGe7s?list=PLQIrJ0f9gMcMOZpuJsAE6UvyX4g0_TYnM

スライドのpdfは、次からアクセスできます。https://drive.google.com/file/d/13n86Jq7YX0bUdaDYgJF6kehaTn4lUzda/view?usp=sharing

このトピックのまとめページは、こちらです。
https://www.marulabo.net/docs/q-net/



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