量子セキュアクラウド
量子暗号技術と秘密分散技術を融合したクラウドシステムであり、データの安全な流通・保管・利活用を可能とする。量子コンピュータとの連携により、改ざん・解読が不可能な高いセキュリティ性を担保するだけでなく、例えば、金融、製造、交通・物流、管理、創薬、化学分野で蓄積された個人情報や企業情報など秘匿性の高いデータの分析・処理を含めた利活用が期待されている。
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量子コンピュータ
量子力学の原理を利用した、現在の（古典）コンピュータとは異なる方式で動くコンピュータ。古典コンピュータとは動作原理が異なるため、特定の問題を超高速で解けることが知られている。例えば、量子系の効率的なシミュレーションや素因数分解などの問題が高速に解けると期待されている。
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東京QKDネットワーク
NICTが2010年から東京圏に構築・運用を続けている量子鍵配送（Quantum Key Distribution: QKD）ネットワークのテストベッド。NEC、東芝、NTT-NICT、学習院大学などの様々な産学機関で開発されたQKD装置が導入され、装置改良の研究開発、長期運用試験、相互接続やネットワーク運用試験など、QKDネットワーク技術の実用化に向けた研究開発のほか、QKDネットワークを現代セキュリティ技術と融合した新しいセキュリティアプリケーションの研究開発などを進めている。
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量子暗号
量子暗号は、「量子鍵配送」による暗号鍵の共有と、それを用いた「ワンタイムパッド暗号」から構成される。量子鍵配送では、送信者が光子を変調（情報を付加）して伝送し、受信者は届いた光子一個一個の状態を検出し、「鍵蒸留」と呼ばれる情報処理により、盗聴の可能性のあるビットを排除して、絶対安全な暗号鍵（暗号化のための乱数列）を送受信者間で共有する。変調を施された光子レベルの信号は、測定操作をすると必ずその痕跡が残る（ハイゼンベルクの不確定性原理）ため、この原理を利用して盗聴を見破る。ワンタイムパッド暗号では、送信情報のデジタルデータを、それと同じ長さの暗号鍵（0と1のランダムなビット列）と足し算することで暗号化し、復号は更にもう一度足し算をすることで行う。パッドとは暗号鍵を意味する。一度使用した乱数列は二度と使わないというのがワンタイムパッド暗号の規則である。ワンタイムパッド暗号は、解読が絶対的に不可能であることがシャノンにより証明されている。
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ミドルウェア
ミドルウェアでは、ユーザー認証、量子計算プログラムデータのスケジューリング管理、量子コンピュータ実機で利用できる形式への変換等を行う。
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AKAHANE Koichi
Optical Access Technology Laboratory
Photonic ICT Research Center
Network Research Institute
ワンタイムパッド暗号
ワンタイムパッド（One Time Pad, OTP）暗号とは、暗号化対象のデータと同じ長さの乱数を暗号鍵として暗号化し、さらに、一度使用した乱数は二度と使わないようにする暗号方式。
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