東芝欧州研究所(英国ケンブリッジ)は、量子暗号鍵配信(QKD)の「無条件安全性」を実現する「デコイ手法による単一方向型量子暗号鍵配信」と「光通信波長帯に対応した単一光子LED」という2つの技術を開発した。2月21日から東京ビッグサイトで開催中の国際ナノテクノロジー総合展「nano tech 2007」に出展している。

　QKDは、量子力学の原理に基づき2者間で安全に暗号鍵を配信できる手段だが、従来は暗号鍵発信に用いる単一光子発生に擬似単一光子光源を用いていたため、同じ情報を運ぶ光子が同時に2個以上発生した時に、この余分な光子から情報を盗聴される可能性があるという問題があった。

　同研究所は、単一光子信号パルスに「デコイ(おとり)パルス」を混ぜる手法により、両方の信号パルスの受信状況を比較することにより盗聴者の介入を検知できるようにした。この手法を使えば、強い光パルスを用いる場合でも安全な配信を確認できる。25kmのファイバーを用いた実験により、デコイ手法を用いない場合と比べ約100倍速い5.5kbpsの最終鍵配信速度を実証している。

　またケンブリッジ大学、ロンドン・インペリアル・カレッジと共同で、光通信波長帯に対応した電流駆動型単一光子LEDを世界で初めて開発した。この単一光子LEDでは、分子線エピタキシ法を用いたガリウムヒ素(GaAs)基板上にインジウムヒ素(InAs)を自己組織成長させて、直径45nm、高さ 10nmの量子ドットを形成した。この量子ドットには、1対の電子と正孔が捕捉され、光子を1度に1つだけ所定の波長で発生することができる。また、出力光を分光器で分光して2つの光子検出器で調べたところ、レーザーによる疑似単一光子光源に比べ、複数光子パルスの発生確率が約5分の1になった。