東芝など 量子暗号技術でゲノムデータ伝送

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2020/1/14 0:00
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東芝は東北大学と共同で、盗聴やハッキングが理論上不可能とされる量子暗号通信を使い、ヒトの遺伝情報を解析したゲノム配列データを送る実証実験に世界で初めて成功した。個々人の特徴と密接に結びつき、プライバシー情報と言えるゲノムデータを、安全かつ効率的に伝送できる。金融分野などでも量子暗号通信の実用化を目指す。

東日本大震災での診療活動を機に、東北大の医学研究者らが立ち上げた「東北メディカル・メガバンク機構」と共同で実験した。遺伝子の情報と病気との関連を探るために住民からデータを集めているが、24人分のゲノムデータを、約7キロメートル離れた東北大と東芝の施設の間で伝送した。

ゲノムデータは一定の条件下では法律的にも個人情報として扱われるため、これまでは指紋認証機能がついたハードディスクドライブ(HDD)にデータを入れて運んでいた。今回は量子暗号通信を使い、光ファイバー回線で送った。

東芝が開発した量子暗号通信用の装置

東芝が開発した量子暗号通信用の装置

東芝が開発した量子暗号通信用装置は、光の粒である「光子」のふるまいを応用する。光子に暗号化や解読に使う「鍵」の情報をのせて送る。不正に読み取ろうとすると光子の状態が変化するため、その兆候を検知することで情報漏洩の危険性を取り除く。

量子力学を使って情報を処理する量子コンピューターでは絶対零度(セ氏マイナス273.15度)に近い極低温の環境にするケースもあるが、量子暗号通信用の装置は常温で動作する。

量子暗号通信ではデータを送る距離が延びるほど光子のエネルギーが弱まるため、エネルギーの減衰を抑えるために、データ伝送のスピードが落ちる課題があった。東芝は一度に大量のデータを暗号化せずに、細かい単位で暗号化しながら送信する仕組みを開発して、伝送速度を確保した。2019年7月から8月にかけて実施した実証試験では、ゲノムデータを解析してから2分弱で全データの送信に成功した。

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