情報学基礎理論

量子コンピュータ登場を見据え、より安全性の高い暗号技術を!


小柴健史 先生

早稲田大学 教育学部 数学科

どんなことを研究していますか?

今のコンピュータをはるかに超える次世代型として期待されるものに、量子力学を用いた量子コンピュータがあります。現在のコンピュータは、0か1かの2つの値で表され、いずれかの状態しか持ちえない情報の最小単位(ビット)で計算は行われています。これに対して、量子コンピュータは量子ビットと呼ばれる、2値の重ね合わせ状態で情報を扱い、その結果、現在のコンピュータより桁違いに速く計算できるといわれます。そんなすごい量子コンピュータが実現した場合、RSA暗号という現在使われている主流の暗号理論はたちどころに解読されてしまいます。

量子暗号理論の研究

image

私は量子コンピュータと量子暗号理論を研究しています。RSA暗号など、現在インターネットの安全性の基盤になっている暗号方式の多くは、量子コンピュータに対して、きわめてぜい弱であることが示されています。そこで量子コンピュータの実現を前提とした場合、暗号理論はどうあるべきかを追究するために、量子暗号理論の研究を行っています。今やインターネットは社会基盤の一つであり、その社会基盤の安全性を支えているのが、暗号・認証技術です。将来にわたった安全保証が必要であり、量子コンピュータの普及を前提とした、量子情報セキュリティ技術へ移行していくものと思っています。

image

学生はどんなところに就職?

一般的な傾向は?
  • ●主な業種は→情報技術(IT)に関わる業種
分野はどう活かされる?

情報技術は至る所で必要なものなので、日常的に活かしていると思います。

先生から、ひとこと

数学科で学ぶ専門分野に線形代数や幾何学、整数論などがありますが、私の研究分野である暗号理論や量子計算では、これらの数学的な知識が必要です。純粋に数学を究めるのも楽しいかもしれませんが、暗号理論や量子計算研究では数学が実際的に役に立つことが実感できると思います。暗号研究や量子コンピュータの研究は、大学のみならず、産業界でも行われているので、大学院の修士課程や博士課程に進学し十分に学んでから就職するというキャリアパスもあります。

先生の学部・学科はどんなとこ

教育学部の数学科では、数学そのものの他に情報数学や数学教育を学ぶことができます。教員免許状の取得は義務ではないので、興味に合わせて臨機応変に学習していくことができます。また、専門分野を教員と対話的に学習するゼミが3年次からスタートするのも特徴的かと思います。

先生の研究に挑戦しよう

秘密を複数に分割し幾つかが集まって初めてその秘密が復元されるということを可能にする技術に、「秘密分散」と呼ばれる暗号技術があります。二次関数の性質(3点が定まれば曲線が一意に決定される)を利用したもので、高校数学の知識があれば十分に理解できます。また、秘密分散は、パズルのような手法もあるので、遊び感覚で取り組むことができると思います。

興味がわいたら~先生おすすめ本

暗号解読 ロゼッタストーンから量子暗号まで

サイモン・シン

暗号の歴史は、開発と解読の繰り返しの歴史だ。それが人類や社会における攻防の歴史とリンクしており、なぜ暗号を開発あるいは解読するのかということが実感できる。後半では注目の「量子暗号」を取り扱っており、量子暗号は何か、なぜ量子暗号は必要かがわかるため、暗号研究にモチベーションを与えてくれる。最新のテーマまで取り扱っているが、特別な前提知識がなくとも楽しんで読めるよう工夫されている。 (青木薫:訳/新潮文庫)


暗号技術入門 秘密の国のアリス

結城浩

著者は、数学を平易に解説することに成功している『数学ガール』の著者。本書も、数学的な知識を必要とする暗号技術が、わかりやすく書かれている。各項目の末尾には、簡単な確認問題も用意されており、理解が進む。 (SBクリエイティブ)


脅威の量子コンピュータ 宇宙最強マシンへの挑戦

藤井啓祐

新しいコンピュータとして量子コンピュータの可能性に脚光が当てられているが、量子コンピュータ研究の発展の歴史やその将来の可能性について、誤魔化すことなく平易に、かつ情熱を持って解説をしている良書である。 (岩波科学ライブラリー)


関連する学問

53 ハード・ソフト(OS、アプリ)、プログラム系
計算機システム
ソフトウェア
49 通信、ネットワーク/IoT、セキュリティ系
情報ネットワーク
通信・ネットワーク工学
情報セキュリティ

本コーナーは、中高生と、大学での学問・研究活動との間の橋渡しになれるよう、経済産業省の大学・産学連携、および内閣府/総合科学技術・イノベーション会議の調査事業の一環としても、学校法人河合塾により、企画・制作・運営されています。
各先生の所属など、掲載されている大学(学部・学科ほか)の名称は、2020年1月段階の調べによります。実際の進路選択等に際しては、各大学のHP等で改めてご確認ください。

みらいぶっくへ ようこそ ふとした本との出会いやあなたの関心から学問・大学をみつけるサイトです。
TOPページへ