NICTら,量子コンピューターで暗号の安全性実験

情報通信研究機構(NICT),慶應義塾大学,三菱UFJフィナンシャル・グループ(MUFG),みずほフィナンシャルグループ(MHFG)は,量子コンピューター時代における暗号の安全性確保のための第一歩として,クラウドからアクセス可能な量子コンピューターであるIBM Quantumを使用した小規模離散対数問題の求解実験に成功した(ニューリリース)。

現代の情報社会を支える暗号技術の安全性を保障する数学的な問題の一つに,離散対数問題がある。離散対数問題は,一定の性能を有する量子コンピュータをー用いることで,高速に解かれてしまうことが理論的には証明されているため,量子コンピューターの性能向上により,暗号技術が危殆化することが懸念されている。

対策として,一定の性能を持つ量子コンピューターの出現後も暗号の安全性を担保できると期待されている耐量子計算機暗号への移行に向けた検討が,米国国立標準技術研究所(NIST)を中心に世界的に進められている。その移行が必要となる時期を予測するため,現在利用可能な量子コンピューターを用いて,どの程度の規模の離散対数問題が解けてしまうのかを把握することが重要となる。

今回,研究グループは,量子コンピューター時代における暗号の安全性確保に向け,離散対数問題によって安全性が保障される暗号方式の危殆化時期評価に関する活動を開始した。その活動の第一歩として,ショアのアルゴリズムを離散対数問題用にプログラミングし,量子コンピューター実機による離散対数問題の求解実験に世界で初めて成功した。

今回の実験は,NICTが実験用の量子プログラムを設計した後,慶應大学,MUFG,MHFGにより超電導量子コンピューターIBM Quantumに合わせた効率化を行ない,IBM Quantumの実デバイス上で実験を行なった。その出力結果の検討を4者で行なったところ,問題が解けているとの結論に至った。

今回の成果は,まだ初歩的段階であるため,現在使われている暗号技術の安全性に脅威を与えることはないが,暗号技術の危殆化時期を予測する上で重要かつ貴重な一歩になったとしている。

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