量子暗号は、量子力学の物理法則（観測すると状態が変化する性質など）を利用して、盗聴が不可能な通信経路を確立するセキュリティ技術です。特に「量子鍵配送」を用いて解読不可能な暗号鍵を共有する仕組みが代表的です。将来的に高性能な「量子コンピューター」が実現しても破られない究極の暗号技術として期待されています。
量子暗号とは
量子暗号とは、光子などの量子が持つ「観測すると状態が変化する」という物理的な性質を利用し、第三者による盗聴を確実に検知して安全に暗号鍵を共有する、理論上絶対に解読されないセキュリティ技術です。
詳しく解説
従来の現代暗号は「膨大な計算を解くのが困難であること（数学的複雑さ）」に依存しています。しかし、将来的に「量子コンピューター」が実用化されると、これらは短時間で解読されてしまうリスクがあります。これに対し量子暗号は、光の最小単位である光子に情報を載せて送る「量子鍵配送」などの手法を用います。量子力学の「不確定性原理」により、第三者が通信を「観測（盗聴）」しようとすると、光子の状態が必ず変化してしまいます。この変化を送信者と受信者が検知することで、盗聴の有無を確実に知ることができ、安全な「共通鍵暗号」用の鍵を共有できます。
具体例・使われ方
主な利用例として、国家機密や外交情報の伝達、金融機関における超高セキュリティな取引データの転送、医療機関での個人ゲノム情報の送信などが挙げられます。例えば、特定の拠点間に専用の光ファイバーを敷設し、光子を1粒ずつ送受信することで、途中で傍受された瞬間にそれを検知し、安全な暗号鍵の共有を実現する実証実験が各国で進められています。
似た用語との違い
混同されやすいのが「耐量子計算機暗号」です。量子暗号は「量子力学の物理的性質」を利用して盗聴を防ぐ物理層の技術であるのに対し、「耐量子計算機暗号」は、量子コンピューターでも解読が困難な複雑な数学的問題に基づく、従来のソフトウェアや計算理論上の暗号方式です。また、量子暗号は専用の物理デバイスや通信回線が必要ですが、耐量子計算機暗号は既存의インターネット回線でそのまま利用できるという違いがあります。
注意点
注意点として、量子暗号における量子鍵配送は光子を直接伝送する必要があるため、光ファイバー内での減衰により伝送距離に限界（現状は数百キロメートル程度）があります。また、専用の送信・受信・中継デバイスなどの高価な物理ハードウェアが必要となり、既存のインターネットインフラをそのまま利用できないコスト面の課題があります。さらに、通信経路上の物理的なセキュリティも担保する必要があります。