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特開2024-175945受信機、暗号鍵配送システム、受信機の制御方法、及び、制御プログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024175945
(43)【公開日】2024-12-19
(54)【発明の名称】受信機、暗号鍵配送システム、受信機の制御方法、及び、制御プログラム
(51)【国際特許分類】
H04B 10/70 20130101AFI20241212BHJP
H04L 9/12 20060101ALI20241212BHJP
H04B 10/61 20130101ALI20241212BHJP
【ＦＩ】
H04B10/70
H04L9/12
H04B10/61
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023094072
(22)【出願日】2023-06-07
(71)【出願人】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】遠山 裕之
【テーマコード（参考）】
5K102
【Ｆターム（参考）】
5K102AA52
5K102AA68
5K102AB11
5K102AH13
5K102AH27
5K102MA02
5K102MB14
5K102MC30
5K102MD02
5K102RD28
(57)【要約】
【課題】処理負荷を増大させずに暗号鍵の生成が可能な受信機を提供すること。
【解決手段】本開示にかかる受信機は、送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する、第１変調部と、複数の微弱光と、第１変調部により位相変調された参照光と、を干渉させることで、複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する検出部と、検出した複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する抽出部と、天気予報に関する情報を取得する取得部と、天気予報に関する情報から受信機の負荷状況を予測する予測部と、予測された受信機の負荷状況に応じて閾値を調整する調整部と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】本開示にかかる受信機は、送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する、第１変調部と、複数の微弱光と、第１変調部により位相変調された参照光と、を干渉させることで、複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する検出部と、検出した複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する抽出部と、天気予報に関する情報を取得する取得部と、天気予報に関する情報から受信機の負荷状況を予測する予測部と、予測された受信機の負荷状況に応じて閾値を調整する調整部と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
暗号鍵配送システムに設けられ、
送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する、第１変調部と、
前記複数の微弱光と、前記第１変調部により位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する抽出部と、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する取得部と、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測する予測部と、
前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する調整部と、
を備えた、受信機。
送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する、第１変調部と、
前記複数の微弱光と、前記第１変調部により位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する抽出部と、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する取得部と、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測する予測部と、
前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する調整部と、
を備えた、受信機。
【請求項2】
前記調整部は、前記予測部によって予測された前記受信機の処理負荷が大きくなるほど、前記閾値を大きくし、前記予測部によって予測された前記受信機の処理負荷が小さくなるほど、前記閾値を小さくする、
請求項１に記載の受信機。
請求項１に記載の受信機。
【請求項3】
前記予測部は、前記天気予報に関する情報に、所定期間における気温の変化量が大きくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が大きくなると予測し、所定期間における気温の変化量が小さくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が小さくなると予測する、
請求項１に記載の受信機。
請求項１に記載の受信機。
【請求項4】
前記予測部は、前記天気予報に関する情報に、風速が大きくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が大きくなると予測し、風速が小さくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が小さくなると予測する、
請求項１に記載の受信機。
請求項１に記載の受信機。
【請求項5】
前記受信機の負荷状況を監視する監視部をさらに備え、
前記調整部は、前記監視部によって監視された前記受信機の負荷状況と、前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況と、に応じて、前記閾値を調整する、
請求項１に記載の受信機。
前記調整部は、前記監視部によって監視された前記受信機の負荷状況と、前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況と、に応じて、前記閾値を調整する、
請求項１に記載の受信機。
【請求項6】
前記送信機と、
請求項１に記載の受信機と、
前記送信機と前記受信機との間に設けられた量子通信路と、
を備え、
前記送信機は、
前記複数の微弱光を生成する光生成部と、
前記複数の微弱光を、一つずつ、前記送信機においてランダムに選択されたビット情報及び送信基底を用いて位相変調して、前記量子通信路を介して前記受信機に送信する、第２変調部と、
を有する、
暗号鍵配送システム。
請求項１に記載の受信機と、
前記送信機と前記受信機との間に設けられた量子通信路と、
を備え、
前記送信機は、
前記複数の微弱光を生成する光生成部と、
前記複数の微弱光を、一つずつ、前記送信機においてランダムに選択されたビット情報及び送信基底を用いて位相変調して、前記量子通信路を介して前記受信機に送信する、第２変調部と、
を有する、
暗号鍵配送システム。
【請求項7】
前記送信機は、
前記第２変調部によって位相変調された複数の微弱光のそれぞれに含まれる複数のビット情報のうち、前記受信機において割り当てられた受信基底と基底値の一致する送信基底が割り当てられた複数のビット情報、の少なくとも一部を用いて、第１暗号鍵を生成する第１制御部をさらに備え、
前記受信機は、
前記抽出部によって抽出された複数のビット情報の少なくとも一部を用いて、第２暗号鍵を生成する第２制御部をさらに備えた、
請求項６に記載の暗号鍵配送システム。
前記第２変調部によって位相変調された複数の微弱光のそれぞれに含まれる複数のビット情報のうち、前記受信機において割り当てられた受信基底と基底値の一致する送信基底が割り当てられた複数のビット情報、の少なくとも一部を用いて、第１暗号鍵を生成する第１制御部をさらに備え、
前記受信機は、
前記抽出部によって抽出された複数のビット情報の少なくとも一部を用いて、第２暗号鍵を生成する第２制御部をさらに備えた、
請求項６に記載の暗号鍵配送システム。
【請求項8】
前記量子通信路は、光ファイバである、
請求項６に記載の暗号鍵配送システム。
請求項６に記載の暗号鍵配送システム。
【請求項9】
送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調し、
前記複数の微弱光と、位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出し、
検出した前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出し、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得し、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測し、
予測した前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する、
受信機の制御方法。
前記複数の微弱光と、位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出し、
検出した前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出し、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得し、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測し、
予測した前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する、
受信機の制御方法。
【請求項10】
送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する処理と、
前記複数の微弱光と、位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する処理と、
検出した前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する処理と、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する処理と、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測する処理と、
予測した前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する処理と、
をコンピュータに実行させる制御プログラム。
前記複数の微弱光と、位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する処理と、
検出した前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する処理と、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する処理と、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測する処理と、
予測した前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する処理と、
をコンピュータに実行させる制御プログラム。
【請求項11】
送信機と、
受信機と、
前記送信機と前記受信機との間に設けられた量子通信路と、
を備え、
前記送信機は、
複数の微弱光を生成する光生成部と、
前記複数の微弱光を、一つずつ、前記送信機においてランダムに選択されたビット情報及び送信基底を用いて位相変調して、前記量子通信路を介して前記受信機に送信する、第１変調部と、
を有し、
前記受信機は、
前記送信機から送信され、前記量子通信路を介して受信した、前記複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、前記受信機においてランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する、第２変調部と、
前記複数の微弱光と、前記第２変調部により位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する抽出部と、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する取得部と、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測する予測部と、
前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する調整部と、
を有する、
暗号鍵配送システム。
受信機と、
前記送信機と前記受信機との間に設けられた量子通信路と、
を備え、
前記送信機は、
複数の微弱光を生成する光生成部と、
前記複数の微弱光を、一つずつ、前記送信機においてランダムに選択されたビット情報及び送信基底を用いて位相変調して、前記量子通信路を介して前記受信機に送信する、第１変調部と、
を有し、
前記受信機は、
前記送信機から送信され、前記量子通信路を介して受信した、前記複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、前記受信機においてランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する、第２変調部と、
前記複数の微弱光と、前記第２変調部により位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する抽出部と、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する取得部と、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測する予測部と、
前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する調整部と、
を有する、
暗号鍵配送システム。
【請求項12】
前記調整部は、予測された前記受信機の処理負荷が大きくなるほど、前記閾値を大きくし、予測された前記受信機の処理負荷が小さくなるほど、前記閾値を小さくする、
請求項１１に記載の暗号鍵配送システム。
請求項１１に記載の暗号鍵配送システム。
【請求項13】
前記予測部は、前記天気予報に関する情報に、所定期間における気温の変化量が大きくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が大きくなると予測し、所定期間における気温の変化量が小さくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が小さくなると予測する、
請求項１１に記載の暗号鍵配送システム。
請求項１１に記載の暗号鍵配送システム。
【請求項14】
前記予測部は、前記天気予報に関する情報に、風速が大きくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が大きくなると予測し、風速が小さくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が小さくなると予測する、
請求項１１に記載の暗号鍵配送システム。
請求項１１に記載の暗号鍵配送システム。
【請求項15】
前記受信機の負荷状況を監視する監視部をさらに備え、
前記調整部は、前記監視部によって監視された前記受信機の負荷状況と、前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況と、に応じて、前記閾値を調整する、
請求項１１に記載の暗号鍵配送システム。
前記調整部は、前記監視部によって監視された前記受信機の負荷状況と、前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況と、に応じて、前記閾値を調整する、
請求項１１に記載の暗号鍵配送システム。
【請求項16】
前記送信機は、
前記第１変調部によって位相変調された複数の微弱光のそれぞれに含まれる複数のビット情報のうち、前記受信機において割り当てられた受信基底と基底値の一致する送信基底が割り当てられた複数のビット情報、の少なくとも一部を用いて、第１暗号鍵を生成する第１制御部をさらに備え、
前記受信機は、
前記抽出部によって抽出された複数のビット情報の少なくとも一部を用いて、第２暗号鍵を生成する第２制御部をさらに備えた、
請求項１１に記載の暗号鍵配送システム。
前記第１変調部によって位相変調された複数の微弱光のそれぞれに含まれる複数のビット情報のうち、前記受信機において割り当てられた受信基底と基底値の一致する送信基底が割り当てられた複数のビット情報、の少なくとも一部を用いて、第１暗号鍵を生成する第１制御部をさらに備え、
前記受信機は、
前記抽出部によって抽出された複数のビット情報の少なくとも一部を用いて、第２暗号鍵を生成する第２制御部をさらに備えた、
請求項１１に記載の暗号鍵配送システム。
【請求項17】
前記量子通信路は、光ファイバである、
請求項１１に記載の暗号鍵配送システム。
請求項１１に記載の暗号鍵配送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、受信機、暗号鍵配送システム、受信機の制御方法、及び、制御プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
送信サーバから受信サーバへのメッセージの暗号通信では、送信サーバでのメッセージの暗号化、及び、受信サーバでのメッセージの復号化が、送信サーバ及び受信サーバによって事前に共有される暗号鍵を用いて行われる。特に、１回のメッセージの通信ごとに新しい暗号鍵が生成される暗号通信は、ワンタイムパッド方式の暗号通信と呼ばれている。
【0003】
さらに近年では、量子暗号通信の開発が進められている。量子暗号通信は、ワンタイムパッド方式の暗号通信の一種であって、送信サーバ側の送信機によって生成された暗号鍵を、光の最小単位である光子（光の粒子）や微弱光に乗せて、送信機から受信サーバ側の受信機に配送することで、より安全性の高い暗号通信を可能にしている。量子暗号通信に関する技術は、例えば、特許文献１に開示されている。
【0004】
特許文献１には、検査対象の量子暗号装置に繋がれたＱＫＤリンクの架線情報、検査対象の量子暗号装置が設置されている拠点の気象情報、及び、量子暗号装置情報のうち少なくとも一つに基づいて異常検知を行う量子暗号通信システム、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２２－１８６０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に開示されたシステムでは、受信装置（光子の受信機）が、当該受信装置の負荷状況に関わらず、送信装置から送信された一定量の光子を受信している。そのため、特許文献１に開示されたシステムでは、受信装置が、処理負荷の大きい状況であるにも拘わらず、送信装置から送信された一定量の光子を受信した場合、受信装置の処理負荷が増大してしまう、という課題があった。
【0007】
本開示の目的の一つは、上述した課題を解決する受信機、暗号鍵配送システム、受信機の制御方法、及び、制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一態様にかかる受信機は、暗号鍵配送システムに設けられ、送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する、第１変調部と、前記複数の微弱光と、前記第１変調部により位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する検出部と、前記検出部によって検出された前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する抽出部と、前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する取得部と、前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測する予測部と、前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する調整部と、を備える。
【0009】
本開示の一態様にかかる受信機の制御方法は、送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調し、前記複数の微弱光と、位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出し、検出した前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出し、前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得し、前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測し、予測した前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する。
【0010】
本開示の一態様にかかる制御プログラムは、送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する処理と、前記複数の微弱光と、位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する処理と、検出した前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する処理と、前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する処理と、前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測する処理と、予測した前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する処理と、をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【0011】
本開示は、処理負荷を増大させることなく暗号鍵を生成することが可能な受信機、暗号鍵配送システム、受信機の制御方法、及び、制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示にかかる第１の暗号鍵配送システムに設けられた受信機の概要を示すブロック図である。
【図2】本開示にかかる第１の暗号鍵配送システムの概要を示すブロック図である。
【図3】本開示にかかる第１の暗号鍵配送システムの詳細を示すブロック図である。
【図9】本開示にかかる第２の暗号鍵配送システムの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について説明する。なお、図面は簡略的なものであるから、この図面の記載を根拠として実施の形態の技術的範囲を狭く解釈してはならない。また、同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0014】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明する。ただし、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、応用例、詳細説明、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【0015】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（動作ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数等（個数、数値、量、範囲等を含む）についても同様である。
【0016】
【0017】
暗号鍵配送システム１は、例えばＣＶ－ＱＫＤと呼ばれる暗号鍵配送方式の量子暗号通信に用いられる。送信サーバから受信サーバへのメッセージの暗号通信では、送信サーバでのメッセージの暗号化、及び、受信サーバでのメッセージの復号化が、送信サーバ及び受信サーバによって事前に共有される暗号鍵を用いて行われる。特に、１回のメッセージの通信ごとに新しい暗号鍵が生成される暗号通信は、ワンタイムパッド方式の暗号通信と呼ばれている。
【0018】
量子暗号通信は、ワンタイムパッド方式の暗号通信の一種であって、暗号鍵配送システム１は、送信サーバ側の送信機によって生成された暗号鍵を、微弱光に乗せて、送信機から受信サーバ側の受信機に配送することで、より安全性の高い暗号通信を可能にしている。なお、微弱光は、例えば、典型的な強度が光子１個程度となるようにして、量子力学的な状態変化を検出できるような光（量子光）である。
【0019】
図１に示すように、暗号鍵配送システム１において、受信機１２は、変調部１２１と、検出部１２２と、抽出部１２３と、取得部１２４と、予測部１２５と、調整部１２６と、を備える。なお、変調部１２１、検出部１２２、抽出部１２３、取得部１２４、予測部１２５、及び、調整部１２６は、ハードウェアの構成（例えば回路）によって実現されているが、後述するように、それには限定されず、その全部又一部が、ＣＰＵ(Central Processing Unit)にコンピュータプログラムを実行させることにより実現されてもよい。
【0020】
受信機１２は、送信機１１から送信された複数の微弱光を、量子通信路１３を介して受信する。量子通信路１３は、例えば、光波の伝送が可能な光ファイバである。
【0021】
なお、送信機１１から送信された複数の微弱光の各々は、送信機１１においてランダムに割り当てられた、送信ビット及び送信基底、に関する情報を含んでいる。換言すると、送信機１１から送信された複数の微弱光の各々は、送信機１１においてランダムに割り当てられた、送信ビット及び送信基底、を用いて位相変調されている。
【0022】
例えば、送信ビットのビット値が“０”の場合、０度の位相変調量が割り当てられ、送信ビットのビット値が“１”の場合、１８０度の位相変調量が割り当てられる。また、送信基底の基底値が“Ｘ”の場合、０度の位相変調量が割り当てられ、送信基底の基底値が“Ｙ”の場合、９０度の位相変調量が割り当てられる。各微弱光は、ビット値に応じた位相変調量と、基底値に応じた位相変調量と、を足し合わせた位相変調量で位相変調される。そのため、基底値が“Ｘ”の送信基底を用いて位相変調された微弱光は、理想的には実軸上に現れ、基底値が“Ｙ”の送信基底を用いて位相変調された微弱光は、理想的には虚軸上に現れる。
【0023】
受信機１２において、変調部１２１は、複数の微弱光の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する。
【0024】
検出部１２２は、例えばホモダイン検波器であって、受信した複数の微弱光についての基底照合を行う。具体的には、検出部１２２は、複数の微弱光と、変調部１２１により位相変調された参照光と、を干渉させることにより、複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット値の情報（ビット情報）を検出する。なお、ビット情報には、ビット値を表す位相成分と、ビット値の強度を表す振幅成分などが含まれる。
【0025】
例えば、受信基底の基底値が“Ｘ”の場合、０度の位相変調量が割り当てられ、受信基底の基底値が“Ｙ”の場合、９０度の位相変調量が割り当てられる。したがって、互いの送信基底と受信基底とが一致する微弱光と参照光との間で干渉が行われた場合にのみ所望のビット情報の検出が可能になる。
【0026】
検出部１２２による基底照合の後、抽出部１２３は、ポストセレクションを行う。具体的には、抽出部１２３は、検出部１２２によって検出された複数のビット情報のうち、閾値Ｐ以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する。ここで、各ビット情報の振幅成分とは、参照光及び微弱光を重ね合わせた光と、その逆位相の光と、の強度差である差信号の振幅（大きさ）のことである。したがって、閾値Ｐは、例えば、光の強度差、又は、当該光の強度差に対応する電位差、の単位で設定される。例えば、ビット値“０”に対応して位相変調量が０度である場合、上記差信号の確率分布は、平均値が正の値を示すガウス分布となる。このような差信号に対しては、正の値の閾値Ｐ＋が設定される。また、ビット値“１”に対応して位相変調量が１８０度である場合、上記差信号の確率分布は、平均値が負の値を示すガウス分布となる。このような差信号に対しては、負の値の閾値Ｐ－が設定される。閾値Ｐ＋，Ｐ－の絶対値は、何れも閾値Ｐである。最終的に、受信機１２では、抽出部１２３によって抽出されたビット値（ビット列）の一部のみを用いて、暗号鍵の生成が行われることになる。
【0027】
取得部１２４は、量子通信路１３のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する。天気予報に関する情報とは、所定エリアの過去又は現在の風速、気温などの状態から、当該所定エリアの将来の風速、気温などの状態を推定した情報のことである。また、量子通信路１３のうち地上に設置された量子通信路とは、例えば鉄塔等によって地上高くに架設された量子通信路のことである。以下、量子通信路１３のうち地上に設置された量子通信路を量子通信路１３ａと称す。例えば、取得部１２４は、気象衛星等の図示しない外部装置、又は、気象庁等による発表内容から、量子通信路１３ａの設置エリアの天気予報に関する情報を取得する。
【0028】
ここで、地上に設置された量子通信路１３ａは、風や気温の影響を受けやすい。例えば風速が大きいほど、量子通信路１３ａにおける偏波の揺らぎが大きくなるため、誤り率は大きくなる。それに対し、風速が小さいほど、量子通信路１３ａにおける偏波の揺らぎが小さくなるため、誤り率は小さくなる。また、所定期間（例えば一日）当たりの気温の変化が大きいほど、量子通信路１３ａの伸縮率が大きくなるため、誤り率は大きくなる。それに対し、所定期間当たりの気温の変化が小さいほど、量子通信路１３ａの伸縮率が小さくなるため、誤り率は小さくなる。
【0029】
予測部１２５は、取得部１２４によって取得された天気予報に関する情報から受信機１２の負荷状況を予測する。例えば、天気予報に関する情報に風速が大きくなることを示す情報が含まれている場合、予測部１２５は、受信機１２の処理負荷が大きくなると予測する。それに対し、天気予報に関する情報に風速が小さくなることを示す情報が含まれている場合、予測部１２５は、受信機１２の処理負荷が小さくなると予測する。また、例えば、天気予報に関する情報に所定期間（例えば一日）当たりの気温の変化が大きくなることを示す情報が含まれている場合、予測部１２５は、受信機１２の処理負荷が大きくなると予測する。それに対し、天気予報に関する情報に所定期間当たりの気温の変化が小さくなることを示す情報が含まれている場合、予測部１２５は、受信機１２の処理負荷が小さくなると予測する。
【0030】
なお、予測部１２５は、量子通信路１３ａの設置エリアの天気予報に関する情報と、それに対応する受信機１２の実際の負荷状況と、を用いて、量子通信路１３ａの設置エリアの天気予報に関する情報と、受信機１２の負荷状況の予測値と、の関係を表すモデルの機械学習を行う機能を有していてもよい。この場合、予測部１２５は、学習済みのモデルを用いて、量子通信路１３ａの設置エリアの天気予報に関する情報から、受信機１２の負荷状況を予測する。
【0031】
調整部１２６は、予測部１２５によって予測された受信機１２の負荷状況（受信機１２の将来の負荷状況）に応じて、閾値Ｐを調整する。より詳細には、調整部１２６は、予測部１２５によって予測された、受信機１２において所定の処理を行うプロセッサの負荷状況に応じて、閾値Ｐを調整する。
【0032】
例えば、調整部１２６は、予測部１２５によって予測された受信機１２の処理負荷が大きくなるほど、閾値Ｐを大きくする。それにより、抽出部１２３によって抽出されるビット値が、より信頼性の高いビット値に限定されるため、送信ビット及び受信ビット間の誤り率が低くなり、その結果、受信機１２の処理負荷が軽減される。また、調整部１２６は、予測部１２５によって予測された受信機１２の処理負荷が小さくなるほど、閾値Ｐを小さくする。それにより、抽出部１２３によって抽出されるビット値が増加するため、暗号鍵の生成に用いられるビット値の数が増え、その結果、鍵生成量が多くなる。
【0033】
その後、送信機１１及び受信機１２では、誤り訂正処理が行われる。具体的には、送信機１１及び受信機１２では、送信機１１において抽出されたビット列と、受信機１２において抽出されたビット列と、の間の誤り率が所定率未満の場合、それらのビット列の間の不一致箇所を一致させる処理が行われる。なお、誤り率が所定率以上の場合には、暗号鍵の生成に適さないため、送信機１１による微弱光の生成まで処理が戻る。
【0034】
その後、送信機１１及び受信機１２では、誤り訂正後のビット列に対する秘匿性増強処理が行われ、その結果、互いのビット列が一致した暗号鍵（つまり、共有の暗号鍵）が個別に生成される。
【0035】
このように、本開示にかかる暗号鍵配送システム１に設けられた受信機１２は、天気予報等から予測される受信機１２の負荷状況に応じて、抽出部１２３によって抽出されるビット情報の振幅成分の最低値である閾値Ｐを調整する。それにより、受信機１２は、処理負荷を増大させることなく、送信機１１と共有される暗号鍵を生成することができる。
【0036】
＜本開示にかかる第１の暗号鍵配送システムの概要＞
図２は、本開示にかかる第１の暗号鍵配送システム１の概要を示すブロック図である。
図２に示すように、暗号鍵配送システム１は、送信機１１と、受信機１２と、量子通信路１３と、を備える。
図２は、本開示にかかる第１の暗号鍵配送システム１の概要を示すブロック図である。
図２に示すように、暗号鍵配送システム１は、送信機１１と、受信機１２と、量子通信路１３と、を備える。
【0037】
送信機１１は、光生成部１１１と、変調部１１２と、を有する。光生成部１１１は、複数の微弱光を生成する。変調部１１２は、光生成部１１１によって生成された複数の微弱光を、一つずつ、送信機１１においてランダムに選択された送信ビット及び送信基底を用いて位相変調する。送信ビットのビット値には、例えば、図示しない乱数生成部によって生成された乱数が用いられる。変調部１１２によって位相変調された複数の微弱光は、量子通信路１３を介して、受信機１２に送信される。受信機１２の構成及び動作については、上述の通りであるため、その説明を省略する。
【0038】
本開示にかかる暗号鍵配送システム１では、受信機１２が、天気予報等から予測される受信機１２の負荷状況に応じて、抽出部１２３によって抽出されるビット情報の振幅成分の最低値である閾値Ｐを調整する。それにより、暗号鍵配送システム１は、受信機１２の処理負荷を増大させることなく、送信機１１及び受信機１２のそれぞれによって共有される暗号鍵を生成することができる。
【0039】
＜本開示にかかる第１の暗号鍵配送システムの詳細＞
図３は、本開示にかかる第１の暗号鍵配送システム１の詳細を暗号鍵配送システム２として示すブロック図である。暗号鍵配送システム２は、送信機２１と、受信機２２と、量子通信路１３と、古典通信路２４と、を備える。送信機２１及び受信機２２は、暗号鍵配送システム１における送信機１１及び受信機１２に対応する。
図３は、本開示にかかる第１の暗号鍵配送システム１の詳細を暗号鍵配送システム２として示すブロック図である。暗号鍵配送システム２は、送信機２１と、受信機２２と、量子通信路１３と、古典通信路２４と、を備える。送信機２１及び受信機２２は、暗号鍵配送システム１における送信機１１及び受信機１２に対応する。
【0040】
送信機２１は、送信機１１と比較して、光生成部１１１及び変調部１１２に加えて、制御部２１３をさらに備える。受信機２２は、受信機１２と比較して、変調部１２１、検出部１２２、抽出部１２３、取得部１２４、予測部１２５、及び、調整部１２６に加えて、制御部２２７をさらに備える。制御部２１３及び制御部２２７は、古典通信路２４を介して通信可能に構成されている。以下では、主に、暗号鍵配送システム２のうち、暗号鍵配送システム１とは異なる内容について説明する。
【0041】
図４は、検出部１２２によって検出された複数のビット情報の分布を示す図である。つまり、図４は、受信機２２の基底照合後の複数のビット情報の分布を示す図である。図４の例では、横軸が実軸を示し、縦軸が虚軸を示している。図４において、ビット情報の分布が多くなるほど色が濃くなり、ビット情報の分布が少ないほど色が薄くなっている。
【0042】
また、図５は、受信機２２の基底照合後の複数のビット情報のうち、基底値が“Ｘ”、即ち、実軸周辺のビット情報の分布の詳細を示す図である。図５の上図の例では、横軸が実軸を示し、縦軸が虚軸を示している。図５の上図において、ビット情報の分布が多くなるほど色が濃くなり、ビット情報の分布が少ないほど色が薄くなっている。また、図５の下図の例では、横軸が、実軸上における、ビット情報の振幅成分（前述の差信号の振幅）の値を示し、縦軸が、ビット情報が検出される確率を示している。
【0043】
以下では、検出部１２２によって検出された複数のビット情報のうち、基底値が“Ｘ”、即ち、実軸周辺のビット情報の分布のみについて説明するが、基底値が“Ｙ”、即ち、虚軸周辺のビット情報の分布についても、基本的には同様の現象が起きている。
【0044】
図５に示すように、ビット値が“０”の送信ビットに基づいて位相変調が行われた微弱光（ビット情報）は、位相変調量が０度であるため、実軸の正側に平均値が位置するように分布している。また、ビット値が“１”の送信ビットに基づいて位相変調が行われた微弱光（ビット情報）は、位相変調量が１８０度であるため、実軸の負側に平均値が位置するように分布している。ここで、弱い強度の微弱光、特に、位相が１８０度異なる微弱光と重複する程の弱い強度の微弱光では、量子ゆらぎのため正しいビット値の検出ができない可能性がある。
【0045】
そこで、暗号鍵配送システム２では、図６に示すように、受信機２２において、抽出部１２３によって抽出されるビット情報の振幅成分の最低値である閾値Ｐが設定されている。より詳細には、ビット値“０”に対応して位相変調量が０度である場合、ビット情報の確率分布は、平均値が正の値を示すガウス分布となる。このようなビット情報の分布に対しては、正の値の閾値Ｐ＋が設定される。また、ビット値“１”に対応して位相変調量が１８０度である場合、ビット情報の確率分布は、平均値が負の値を示すガウス分布となる。このようなビット情報の分布に対しては、負の値の閾値Ｐ－が設定される。閾値Ｐ＋，Ｐ－の絶対値は、何れも閾値Ｐである。そして、抽出部１２３は、検出部１２２によって検出された複数のビット情報（即ち、基底照合後のビット情報）のうち、振幅成分が閾値Ｐ以上のビット情報を抽出し、閾値Ｐ未満のビット情報を破棄している。
【0046】
【0047】
例えば、調整部１２６は、予測部１２５によって予測された受信機２２の処理負荷が大きくなるほど、閾値Ｐを大きくする（図７参照）。それにより、抽出部１２３によって抽出されるビット値が、より信頼性の高いビット値に限定されるため、送信ビット及び受信ビット間の誤り率が低くなり、その結果、受信機２２の処理負荷が軽減される。また、調整部１２６は、予測部１２５によって予測された受信機２２の処理負荷が小さくなるほど、閾値Ｐを小さくする（図８参照）。それにより、抽出部１２３によって抽出されるビット値が増加するため、暗号鍵の生成に用いられるビット値の数が増え、その結果、鍵生成量が多くなる。
【0048】
制御部２１３及び制御部２２７は、古典通信路２４を介して、暗号鍵を生成するために必要な情報の受け渡しを行う。例えば、制御部２１３及び制御部２２７は、送信機２１及び受信機２２を同期して動作させるための同期信号の受け渡しを行う。また、制御部２１３及び制御部２２７は、送信機２１から送信された複数の微弱光と、受信機２２において受信された複数の微弱光と、を対応付けるための識別情報の受け渡しを行う。
【0049】
また、制御部２１３及び制御部２２７は、基底照合及びポストセレクション後に、誤り訂正処理を行う。具体的には、制御部２１３及び制御部２２７は、送信機２１において抽出されたビット列（鍵情報）と、受信機２２において抽出されたビット列（鍵情報）と、の間の誤り率が所定率未満の場合、送信機２１側において抽出されたビット列と、受信機２２において抽出されたビット列と、の間の不一致箇所を一致させる処理を行う。なお、誤り率が所定率以上の場合には、暗号鍵の生成に適さないため、送信機２１による光子の生成まで処理が戻る。
【0050】
その後、制御部２１３及び制御部２２７は、それぞれ、誤り訂正後のビット列に対して秘匿性増強処理を行って、互いのビット列が一致した暗号鍵（つまり、共有の暗号鍵）を個別に生成する。
【0051】
このように、本開示にかかる暗号鍵配送システム２では、受信機２２が、天気予報等から予測される受信機２２の負荷状況に応じて、抽出部１２３によって抽出されるビット情報の振幅成分の最低値である閾値Ｐを調整する。それにより、暗号鍵配送システム２は、受信機２２の処理負荷を増大させることなく、送信機２１及び受信機２２のそれぞれによって共有される暗号鍵を生成することができる。
【0052】
＜実施の形態２＞
図９は、本開示にかかる第２の暗号鍵配送システム３の構成例を示すブロック図である。暗号鍵配送システム３は、暗号鍵配送システム２と比較して、受信機２２の代わりに受信機３２を備える。受信機３２は、受信機２２と比較して、監視部３２８をさらに備える。暗号鍵配送システム３のその他の構成については、暗号鍵配送システム２の場合と同様であるため、その説明を省略する。
図９は、本開示にかかる第２の暗号鍵配送システム３の構成例を示すブロック図である。暗号鍵配送システム３は、暗号鍵配送システム２と比較して、受信機２２の代わりに受信機３２を備える。受信機３２は、受信機２２と比較して、監視部３２８をさらに備える。暗号鍵配送システム３のその他の構成については、暗号鍵配送システム２の場合と同様であるため、その説明を省略する。
【0053】
受信機３２において、監視部３２８は、現在の受信機３２の負荷状況を監視する。調整部１２６は、監視部３２８による監視結果と、予測部１２５による予測結果と、に基づいて、閾値Ｐを調整する。例えば、調整部１２６は、監視部３２８によって監視された現在の受信機３２の処理負荷が大きくなるほど、閾値Ｐを大きくし、監視部３２８によって監視された現在の受信機３２の処理負荷が小さくなるほど、閾値Ｐを小さくする。そのうえで、調整部１２６は、既に説明したように、予測部１２５による予測結果に基づいて、閾値Ｐを調整する。
【0054】
なお、監視部３２８は、受信機３２の負荷状況を直接監視する場合に限られず、受信機３２の負荷状況を間接的又は補助的に監視してもよい。例えば、調整部１２６は、監視部３２８によって監視された、光ファイバである量子通信路１３の温度や振動、に応じて、閾値Ｐを調整してもよい。なお、量子通信路１３の温度や振動は、例えば、温度センサや振動センサによって検知される。また、監視部３２８による監視は、負荷状況が一定の範囲であるか否かを監視するものであってもよく、その場合、調整部１２６による閾値Ｐの調整は、当該負荷状況に対して事前に算出された適切な閾値Ｐに調整するものであってもよい。
【0055】
例えば、調整部１２６は、量子通信路１３の温度が高くなる程、受信機３２の処理負荷が大きくなっていると判断して、閾値Ｐを大きくし、量子通信路１３の温度が低くなる程、受信機３２の処理負荷が小さくなっていると判断して、閾値Ｐを小さくしてもよい。また、調整部１２６は、量子通信路１３の振動が大きくなる程、受信機３２の処理負荷が大きくなっていると判断して、閾値Ｐを大きくし、量子通信路１３の振動が小さくなる程、受信機３２の処理負荷が小さくなっていると判断して、閾値Ｐを小さくしてもよい。
【0056】
このように、本開示に係る暗号鍵配送システム３では、受信機３２が、受信機３２の現在の負荷状況と、天気予報等から予測される受信機３２の将来の負荷状況に応じて、抽出部１２３によって抽出されるビット情報の振幅成分の最低値である閾値Ｐを調整する。それにより、暗号鍵配送システム３は、受信機３２の処理負荷を増大させることなく、送信機２１及び受信機３２のそれぞれによって共有される暗号鍵を生成することができる。
【0057】
なお、本開示は、暗号鍵配送システム又はそれに設けられた受信機の一部又は全部を、ＣＰＵにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することが可能である。
【0058】
具体的には、上述したプログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、ＲＡＭ(Random-Access Memory)、ＲＯＭ(Read-Only Memory)、フラッシュメモリ、ＳＳＤ(Solid-State Drive)又はその他のメモリ技術を含む。また、限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージを含む。また、限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。
【0059】
以上、実施の形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではない。本開示の構成や詳細には、本開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。そして、各実施の形態は、適宜他の実施の形態と組み合わせることができる。
【0060】
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【0061】
（付記１）
暗号鍵配送システムに設けられ、
送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する、第１変調部と、
前記複数の微弱光と、前記第１変調部により位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する抽出部と、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する取得部と、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測する予測部と、
前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する調整部と、
を備えた、受信機。
暗号鍵配送システムに設けられ、
送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する、第１変調部と、
前記複数の微弱光と、前記第１変調部により位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する抽出部と、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する取得部と、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測する予測部と、
前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する調整部と、
を備えた、受信機。
【0062】
（付記２）
前記調整部は、前記予測部によって予測された前記受信機の処理負荷が大きくなるほど、前記閾値を大きくし、前記予測部によって予測された前記受信機の処理負荷が小さくなるほど、前記閾値を小さくする、
付記１に記載の受信機。
前記調整部は、前記予測部によって予測された前記受信機の処理負荷が大きくなるほど、前記閾値を大きくし、前記予測部によって予測された前記受信機の処理負荷が小さくなるほど、前記閾値を小さくする、
付記１に記載の受信機。
【0063】
（付記３）
前記予測部は、前記天気予報に関する情報に、所定期間における気温の変化量が大きくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が大きくなると予測し、所定期間における気温の変化量が小さくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が小さくなると予測する、
付記１に記載の受信機。
前記予測部は、前記天気予報に関する情報に、所定期間における気温の変化量が大きくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が大きくなると予測し、所定期間における気温の変化量が小さくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が小さくなると予測する、
付記１に記載の受信機。
【0064】
（付記４）
前記予測部は、前記天気予報に関する情報に、風速が大きくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が大きくなると予測し、風速が小さくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が小さくなると予測する、
付記１に記載の受信機。
前記予測部は、前記天気予報に関する情報に、風速が大きくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が大きくなると予測し、風速が小さくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が小さくなると予測する、
付記１に記載の受信機。
【0065】
（付記５）
前記受信機の負荷状況を監視する監視部をさらに備え、
前記調整部は、前記監視部によって監視された前記受信機の負荷状況と、前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況と、に応じて、前記閾値を調整する、
付記１に記載の受信機。
前記受信機の負荷状況を監視する監視部をさらに備え、
前記調整部は、前記監視部によって監視された前記受信機の負荷状況と、前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況と、に応じて、前記閾値を調整する、
付記１に記載の受信機。
【0066】
（付記６）
前記送信機と、
付記１に記載の受信機と、
前記送信機と前記受信機との間に設けられた量子通信路と、
を備え、
前記送信機は、
前記複数の微弱光を生成する光生成部と、
前記複数の微弱光を、一つずつ、前記送信機においてランダムに選択されたビット情報及び送信基底を用いて位相変調して、前記量子通信路を介して前記受信機に送信する、第２変調部と、
を有する、
暗号鍵配送システム。
前記送信機と、
付記１に記載の受信機と、
前記送信機と前記受信機との間に設けられた量子通信路と、
を備え、
前記送信機は、
前記複数の微弱光を生成する光生成部と、
前記複数の微弱光を、一つずつ、前記送信機においてランダムに選択されたビット情報及び送信基底を用いて位相変調して、前記量子通信路を介して前記受信機に送信する、第２変調部と、
を有する、
暗号鍵配送システム。
【0067】
（付記７）
前記送信機は、
前記第２変調部によって位相変調された複数の微弱光のそれぞれに含まれる複数のビット情報のうち、前記受信機において割り当てられた受信基底と基底値の一致する送信基底が割り当てられた複数のビット情報、の少なくとも一部を用いて、第１暗号鍵を生成する第１制御部をさらに備え、
前記受信機は、
前記抽出部によって抽出された複数のビット情報の少なくとも一部を用いて、第２暗号鍵を生成する第２制御部をさらに備えた、
付記６に記載の暗号鍵配送システム。
前記送信機は、
前記第２変調部によって位相変調された複数の微弱光のそれぞれに含まれる複数のビット情報のうち、前記受信機において割り当てられた受信基底と基底値の一致する送信基底が割り当てられた複数のビット情報、の少なくとも一部を用いて、第１暗号鍵を生成する第１制御部をさらに備え、
前記受信機は、
前記抽出部によって抽出された複数のビット情報の少なくとも一部を用いて、第２暗号鍵を生成する第２制御部をさらに備えた、
付記６に記載の暗号鍵配送システム。
【0068】
（付記８）
前記量子通信路は、光ファイバである、
付記６に記載の暗号鍵配送システム。
前記量子通信路は、光ファイバである、
付記６に記載の暗号鍵配送システム。
【0069】
（付記９）
送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調し、
前記複数の微弱光と、位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出し、
検出した前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出し、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得し、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測し、
予測した前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する、
受信機の制御方法。
送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調し、
前記複数の微弱光と、位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出し、
検出した前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出し、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得し、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測し、
予測した前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する、
受信機の制御方法。
【0070】
（付記１０）
送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する処理と、
前記複数の微弱光と、位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する処理と、
検出した前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する処理と、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する処理と、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測する処理と、
予測した前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する処理と、
をコンピュータに実行させる制御プログラム。
送信機から送信され、量子通信路を介して受信した、複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、ランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する処理と、
前記複数の微弱光と、位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する処理と、
検出した前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する処理と、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する処理と、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測する処理と、
予測した前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する処理と、
をコンピュータに実行させる制御プログラム。
【0071】
（付記１１）
送信機と、
受信機と、
前記送信機と前記受信機との間に設けられた量子通信路と、
を備え、
前記送信機は、
複数の微弱光を生成する光生成部と、
前記複数の微弱光を、一つずつ、前記送信機においてランダムに選択されたビット情報及び送信基底を用いて位相変調して、前記量子通信路を介して前記受信機に送信する、第１変調部と、
を有し、
前記受信機は、
前記送信機から送信され、前記量子通信路を介して受信した、前記複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、前記受信機においてランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する、第２変調部と、
前記複数の微弱光と、前記第２変調部により位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する抽出部と、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する取得部と、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測する予測部と、
前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する調整部と、
を有する、
暗号鍵配送システム。
送信機と、
受信機と、
前記送信機と前記受信機との間に設けられた量子通信路と、
を備え、
前記送信機は、
複数の微弱光を生成する光生成部と、
前記複数の微弱光を、一つずつ、前記送信機においてランダムに選択されたビット情報及び送信基底を用いて位相変調して、前記量子通信路を介して前記受信機に送信する、第１変調部と、
を有し、
前記受信機は、
前記送信機から送信され、前記量子通信路を介して受信した、前記複数の微弱光、の各々にランダムに割り当てられた送信基底に対応して、前記受信機においてランダムに割り当てられた受信基底を用いて、参照光を位相変調する、第２変調部と、
前記複数の微弱光と、前記第２変調部により位相変調された前記参照光と、を干渉させることにより、前記複数の微弱光のうち、送信基底と基底値が一致する受信基底の前記参照光によって干渉された複数の微弱光、のそれぞれから、複数のビット情報を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記複数のビット情報のうち、閾値以上の振幅成分を有する複数のビット情報を抽出する抽出部と、
前記量子通信路のうち地上に設置された量子通信路の設置エリアの天気予報に関する情報を取得する取得部と、
前記天気予報に関する情報から自機である受信機の負荷状況を予測する予測部と、
前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況に応じて、前記閾値を調整する調整部と、
を有する、
暗号鍵配送システム。
【0072】
（付記１２）
前記調整部は、予測された前記受信機の処理負荷が大きくなるほど、前記閾値を大きくし、予測された前記受信機の処理負荷が小さくなるほど、前記閾値を小さくする、
付記１１に記載の暗号鍵配送システム。
前記調整部は、予測された前記受信機の処理負荷が大きくなるほど、前記閾値を大きくし、予測された前記受信機の処理負荷が小さくなるほど、前記閾値を小さくする、
付記１１に記載の暗号鍵配送システム。
【0073】
（付記１３）
前記予測部は、前記天気予報に関する情報に、所定期間における気温の変化量が大きくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が大きくなると予測し、所定期間における気温の変化量が小さくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が小さくなると予測する、
付記１１に記載の暗号鍵配送システム。
前記予測部は、前記天気予報に関する情報に、所定期間における気温の変化量が大きくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が大きくなると予測し、所定期間における気温の変化量が小さくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が小さくなると予測する、
付記１１に記載の暗号鍵配送システム。
【0074】
（付記１４）
前記予測部は、前記天気予報に関する情報に、風速が大きくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が大きくなると予測し、風速が小さくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が小さくなると予測する、
付記１１に記載の暗号鍵配送システム。
前記予測部は、前記天気予報に関する情報に、風速が大きくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が大きくなると予測し、風速が小さくなることを示す情報が含まれている場合には、前記受信機の処理負荷が小さくなると予測する、
付記１１に記載の暗号鍵配送システム。
【0075】
（付記１５）
前記受信機の負荷状況を監視する監視部をさらに備え、
前記調整部は、前記監視部によって監視された前記受信機の負荷状況と、前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況と、に応じて、前記閾値を調整する、
付記１１に記載の暗号鍵配送システム。
前記受信機の負荷状況を監視する監視部をさらに備え、
前記調整部は、前記監視部によって監視された前記受信機の負荷状況と、前記予測部によって予測された前記受信機の負荷状況と、に応じて、前記閾値を調整する、
付記１１に記載の暗号鍵配送システム。
【0076】
（付記１６）
前記送信機は、
前記第１変調部によって位相変調された複数の微弱光のそれぞれに含まれる複数のビット情報のうち、前記受信機において割り当てられた受信基底と基底値の一致する送信基底が割り当てられた複数のビット情報、の少なくとも一部を用いて、第１暗号鍵を生成する第１制御部をさらに備え、
前記受信機は、
前記抽出部によって抽出された複数のビット情報の少なくとも一部を用いて、第２暗号鍵を生成する第２制御部をさらに備えた、
付記１１に記載の暗号鍵配送システム。
前記送信機は、
前記第１変調部によって位相変調された複数の微弱光のそれぞれに含まれる複数のビット情報のうち、前記受信機において割り当てられた受信基底と基底値の一致する送信基底が割り当てられた複数のビット情報、の少なくとも一部を用いて、第１暗号鍵を生成する第１制御部をさらに備え、
前記受信機は、
前記抽出部によって抽出された複数のビット情報の少なくとも一部を用いて、第２暗号鍵を生成する第２制御部をさらに備えた、
付記１１に記載の暗号鍵配送システム。
【0077】
（付記１７）
前記量子通信路は、光ファイバである、
付記１１に記載の暗号鍵配送システム。
前記量子通信路は、光ファイバである、
付記１１に記載の暗号鍵配送システム。
【符号の説明】
【0078】
１ 暗号鍵配送システム
２ 暗号鍵配送システム
３ 暗号鍵配送システム
１１ 送信機
１２ 受信機
１３ 量子通信路
２１ 送信機
２２ 受信機
２４ 古典通信路
３２ 受信機
１１１ 光生成部
１１２ 変調部
１２１ 変調部
１２２ 検出部
１２３ 抽出部
１２４ 取得部
１２５ 予測部
１２６ 調整部
２１３ 制御部
２２７ 制御部
３２８ 監視部
２ 暗号鍵配送システム
３ 暗号鍵配送システム
１１ 送信機
１２ 受信機
１３ 量子通信路
２１ 送信機
２２ 受信機
２４ 古典通信路
３２ 受信機
１１１ 光生成部
１１２ 変調部
１２１ 変調部
１２２ 検出部
１２３ 抽出部
１２４ 取得部
１２５ 予測部
１２６ 調整部
２１３ 制御部
２２７ 制御部
３２８ 監視部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】