ロシアと中国の研究者らは、中国の量子衛星「墨子号」を使って、衛星を使った量子通信のデモに成功した事を発表した。South China Morning Post紙によると、このテストは、ロシアのモスクワに近い地上局から、中国北西部新疆ウイグル自治区のウルムチ近郊にある別の地上局まで、3800km以上離れた衛星を使って行われたとのことだ。

量子暗号通信は、量子力学の原理を利用して安全な通信路を確立する。解読不可能な暗号化を目指しているため、金融、政府、防衛などの分野で機密情報を伝送するなど、最高レベルのセキュリティが不可欠な用途には非常に魅力的な技術である。

かつてないレベルのデータ保護

このブレークスルーは、BRICS（ブラジル、ロシア、インド、中国、南アフリカ）の量子通信ネットワーク構築の技術的実現可能性を示すものである。

「量子通信」とは「量子ビット」を使った通信のことである。量子ビットは、従来の「ビット」と同様、2進情報を含むことができる。しかし、量子ビットは外部からの干渉に対して驚くほど壊れやすい。つまり、量子コンピューターは量子ビットが傍受されたり、何らかの干渉を受けたかどうかを非常に簡単に見分けることができる。

量子通信は、少なくとも理論的には、量子力学を利用した最も安全なデータ通信であり、検出されることなく解読されることはない。主な欠点は、量子コンピューティングの普及・発展が限定的であることと、現在の量子ビット伝送技術における基本的な通信距離の弱さである。

通常の古いビットやバイトは世界中に自由に送ることができるが、より壊れやすい量子ビットは一般的に劣化しやすいため、それを行うのははるかに難しい。地上での量子鍵の配布には、長距離での光子の損失による限界があり、光ファイバーケーブルでの転送は約1000kmが上限となっている。しかし、2016年に打ち上げられた世界初の量子通信衛星である中国の墨子号は、これを克服し、長距離量子通信を可能にしていた。

この最新のテストは、両国が行っている量子通信の研究を発展させたものである。ロシア国立科学技術大学とロシア量子センターのAlexey Fedorov氏は、ロシアと中国は2022年、初のフルサイクル・テストを実施したと報告している。この試みの鍵となるのが中国の量子衛星「墨子号」だ。

この実験では秘密の鍵が渡され、中国の哲学者墨子の言葉とソ連の物理学者Lev Landauの方程式が引用され、2つの暗号メッセージが転送されたという。

今回の通信テストも結局のところ、2つの古い静止画像が送信されたに過ぎなかった。リアルタイムのビデオ通話で量子通信がどの程度うまくいくかは、今のところわかっていない。しかし、2017年には中国とオーストリアの間で音声通話テストが行われており、広帯域の量子通信が実現可能になる日が来るかもしれない。

SCMPはさらに、ロシアはこの技術のリーダーになりたいと考えており、BRICS諸国と協力して大規模な量子通信ネットワークを構築することを考えていると報じている。

しかし、データをどのように交換し、安全を確保するかについて合意する必要がある。計画では、小型の量子衛星を打ち上げ、地上にステーションを建設することになっている。

ロシアはまた、量子コンピューティングにも着手しているとのことだ。

Sources

• South China Morning Post: China and Russia test ‘hack-proof’ quantum communication link for Brics countries
• Newsweek: China and Russia’s Unhackable Quantum Satellite Link