(57)【要約】  ＱＫＤシステム（１０）のリモート・ノード（アリス／ボブ）をＱＫＤシステムのローカル・ノード（ボブ／アリス）を介して制御（例えば、初期化、安定化および／または較正）することを可能にするシステム、方法およびアーキテクチャを開示する。本システムは、グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）と、較正オブジェクトのファミリと、カード・オブジェクトのファミリとを含む。較正オブジェクトは、ローカル・ノードにおいてＧＵＩを介してＱＫＤシステムの較正および／または初期化および／または安定化を可能とするソフトウェアをサポートする。オブジェクトのカード・ファミリは、ローカル・ノードからのリモート・ノードの遠隔較正、初期化および／または安定化を実行するために、較正ソフトウェアが各ノードの物理的コンポーネントとインタフェースすることを可能とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２のＱＫＤ局（ノード）を有し、ユーザが前記ノードのうちのリモート・ノードを前記ノードのうちのローカル・ノードから遠隔的に制御することを可能とするＱＫＤシステム用のオブジェクト指向ソフトウェアのアーキテクチャであって、
前記ノードを接続する安全リンクを介して、前記ユーザがローカルおよびリモートＱＫＤ局双方のオペレーションの制御を可能とするローカル・ノードにおけるグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）と、
初期化、安定化および／または較正（キャリブレーション）手順および前記ＧＵＩをサポートするアルゴリズム、機能およびデータで構成されるソフトウェアを含む、各ノード内のオブジェクトの較正（キャリブレーション）ファミリと、
前記ローカル・ノードからＱＫＤシステムの初期化、安定化および／または較正（キャリブレーション）を実行すべく、各ノード内の物理的構成要素とインタフェースするように、アルゴリズム、機能およびデータによって構成されるソフトウェア構造を含む各ノード内のオブジェクトのカード・ファミリと、
を備えているＱＫＤシステム用のオブジェクト指向ソフトウェアのアーキテクチャ。
【請求項２】
ＱＫＤシステムのノードを、前記ＱＫＤシステムが展開された後で制御する方法であって、
請求項１記載のアーキテクチャを各ノードに提供すること、
各ノードを展開すること、
ローカル・ノードとリモート・ノードとを識別すること、
前記ＱＫＤシステムのノードの初期化、安定化および較正（キャリブレーション）のうちの少なくとも１つを実行するために、前記ローカル・ノードにおいて、前記ＧＵＩを介して前記ローカル・ノードおよびリモート・ノードの双方を制御すること、
を含むＱＫＤシステムのノード制御方法。
【請求項３】
対応するノードにおいて初期化、安定化および較正（キャリブレーション）手順を実行し、かつローカル・ノードにおいてグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）をサポートするように適合化されたソフトウェアを、ＱＫＤシステムにおける各ノードに提供すること、
前記ＱＫＤシステムを初期化および／または安定および／または較正（キャリブレーション）するように、前記ローカル・ノードにおける前記ＧＵＩを介して、前記ローカル・ノードおよびリモート・ノードにおいて前記ソフトウェアを動作させること、
を含むＱＫＤシステムの展開方法。
【請求項４】
システムの初期化および／または安定化および／または較正（キャリブレーション）を実行するために、対応するノードのオペレーションを制御するように適合化された制御ソフトウェアをそれぞれ有する第１および第２のノードを備え、前記第１のノードはローカル・ノードでありかつ前記第２のノードはリモート・ノードである安全通信リンクによって機能的に結合されており、
前記第１および第２のノードの個々の動作状態を表すグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）と、
前記ローカル・ノードに近接しかつ機能的に結合され、前記ＧＵＩを表示しかつ前記ローカル・ノードおよびリモート・ノードの前記ソフトウェアを介する制御を実行するように適合化されるローカル・クライアントと、を備えているＱＫＤシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子暗号化に関しかつ量子暗号化に関連する産業的有用性を有し、具体的には、システムを初期化、安定化および較正（キャリブレーション）すべくＱＫＤシステムのノードを制御するための量子鍵配送（ＱＫＤ）システム、装置、方法およびソフトウェア・アーキテクチャに関し、かつ前記量子鍵配送（ＱＫＤ）システム、装置、方法およびソフトウェア・アーキテクチャに関連する産業上有用性を有する。
【背景技術】
【０００２】
量子鍵配送は、「量子チャネル」上で伝送される弱い（例えば、平均０．１光子）光信号を使用して、送信者（「アリス」）と受信者（「ボブ」）との間において、鍵を確証することを含む。鍵配送のセキュリティは、未知状態の量子システムのいかなる観測によってもその量子状態を変化させてしまう、という量子力学の原理に基づいている。その結果、量子信号を傍受しようとする、または他に観測しようとする盗聴者（「Ｅｖｅ」）は、伝送される信号にエラーを生じさせ、これにより、その存在が暴かれる。
【０００３】
量子暗号化の基本原理は、ＢｅｎｎｅｔｔとＢｒａｓｓａｒｄの論文（非特許文献１）において最初に記述された。具体的なＱＫＤシステムは、以下の刊行物、ＣＨ．Ｂｅｎｎｅｔｔ共著の非特許文献２、ＣＨ．Ｂｅｎｎｅｔｔ著の非特許文献３およびＢｅｎｎｅｔｔの特許文献１（’４１０特許）に記述されている。
ＱＫＤを実行する一般的なプロセスは、Ｂｏｕｗｍｅｅｓｔｅｒ共著書（非特許文献４）に記述されている。ＱＫＤプロセスの間、アリスは、基底にランダムなビット（「基底ビット」）を発生させ、かつ鍵用のランダムなビット（「鍵ビット」）を使用（例えば、偏光または位相コード化を使用）してキュービットを生成し、このキュービットをボブへ送るために、真の乱数発生器（ＴＲＮＧ）を使用する。
【０００４】
典型的なＱＫＤシステムにおいては、アリスは単一光子の偏光または位相をランダムにコード化し、ボブは上記光子の偏光または位相をランダムに測定する。Ｂｅｎｎｅｔｔの１９９２年の著書（非特許文献２）および’４１０特許に記述されているＱＫＤシステムは、共有される干渉計システムを基礎としている。上記著書および特許は、本参照により開示内容に含まれる。干渉計システムの個々のパーツは、アリスとボブの各々が干渉計の位相を制御できるように、両者によるアクセスが可能である。アリスからボブへ送られる信号（パルス）は時分割され、異なる経路を辿る。
【０００５】
ＱＫＤの多重リンクは、いつの日か、ＱＫＤリレーまたはルータ（「ノード」）のメッシュを介してそのＱＫＤエンドポイント同士を繋ぐ全体的なＱＫＤネットワークに編み込まれるものになることが望ましい。ＱＫＤネットワークの例は、Ｃ．Ｅｌｌｉｏｔの刊行物（非特許文献５）において、および特許文献２において論じられている。
【特許文献１】米国特許第５，３０７，４１０号公報
【特許文献２】ＰＣＴ特許出願ＷＯ０２／０５４８０
【非特許文献１】“Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ：Ｐｕｂｌｉｃ  ｋｅｙ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｏｉｎ  ｔｏｓｓｉｎｇ，”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｂａｎｇａｌｏｒｅ，Ｉｎｄｉａ，１９８４，ｐｐ．１７５−１７９（ＩＥＥＥ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８４）
【非特許文献２】“Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ”
【非特許文献３】“Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ  Ｕｓｉｎｇ  Ａｎｙ  Ｔｗｏ  Ｎｏｎ−Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｓｔａｔｅｓ，”Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．６８  ３１２１（１９９２）
【非特許文献４】“Ｔｈｅ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ｏｆ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，”Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ  ２００１，ｉｎ  Ｓｅｃｔｉｏｎ２．３，ｐａｇｅｓ２７−３３
【非特許文献５】Ｎｅｗ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ４  （２００２），４６．１−４６．１２
【発明の開示】
【０００６】
図１を参照すると、最も単純なＱＫＤシステム・ネットワークが、例えば、光ファイバ・リンクＦ１を介して互いに光学的に結合される単一ノード・ボブと、単一ノード・アリスとによって定義されている。ボブとアリスはともに、主として、いくつかの共通する内部コンポーネントと、いくつかの固有の内部コンポーネントとを含む。これらの固有の内部コンポーネント間の相違が、ボブとアリスの各ノードを差別化している。
【０００７】
具体的には、ボブとアリスはともに、主として、離散する光学上およびハードウェアのコンポーネントと機能とにインタフェースを供給するコンピュータ（コントローラ）を含む。コンピュータ・インタフェースは、ソフトウェアの制御下において、光学上およびハードウェアのコンポーネントと機能とを設定、管理、監視する環境を提供する。また、コンピュータは、イーサネット（登録商標）等の物理的な通信媒体上でボブとアリスを接続するために使用される通信機能（例えば、ＴＣＰ／ＩＰベース）も提供する。ボブとアリスはともに、タイミング制御機能と、同期（ｓｙｎｃ）機能とを含む。
【０００８】
ボブは、アリスとボブに共通するコンポーネントおよび機能に加えて、主として、両ノード間で量子（すなわち、弱い）信号を伝送するためのレーザ（「Ｑレーザ」）を含む量子層を含む。また、ボブは、単一光子検出器（ＳＰＤ）、弁別器および位相変調器も含む。アリスは、共通するコンポーネントおよび機能に加えて、例えば、４つの位相設定値のうちの１つにランダムに設定され得る位相変調器を含む。
【０００９】
ＱＫＤシステム・ネットワークを形成するためにボブとアリスという各ノードを結合する際には、適切なネットワーク機能を保証するために、各ノードにおいて体系的かつ複雑な較正（キャリブレーション）、ターンアップおよび保全手順（ここでは、集合的に「安定化手順」と称する）が実行されなければならない。大部分の手順は、アクティビティの両ノード間でのある程度の同期および情報の交換を必要とする。ある実験用の設定では、両ノードは互いに、各ノードに対して物理的にアクセスすることにより、単一のユーザがボブとアリス双方の較正（キャリブレーション）およびターンアップ手順を開始しかつ制御することが可能となる十分な近さにある。しかしながら、ＱＫＤシステム・ネットワークの実用的な（例えば、商業的）実施においては、ボブとアリスの物理的距離は大きくなり、よって単一のユーザがこれらの２つのノードに対して物理的にアクセスして必要な安定化手順を同時に制御することはできない。図２および図３は、両ノード間の安定化手順の実行ロジスティクスをさらに複雑にする異なるＱＫＤシステム・ネットワークにおけるボブとアリスの各ノードの他の２つの可能な組合せを示している。
【００１０】
従って、ＱＫＤシステム・ネットワークの安定化手順をネットワーク上で遠隔的に実施することができるように、ボブとアリスの各ノードを単一のノードから制御することを可能とする装置と方法とが必要とされている。
本発明の１つの態様は、第１および第２のＱＫＤ局（ノード）を有し、ユーザが前記両ノードのうちのローカル・ノードから前記両ノードのうちのリモート・ノードを遠隔的に制御することを可能とするＱＫＤシステム用のオブジェクト指向ソフトウェアのアーキテクチャである。本アーキテクチャは、両ノードを接続する安全リンクを介してユーザがローカル・ノードおよびリモート・ノードの双方のオペレーションの制御を可能とするグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を、ローカル・ノードに含む。本アーキテクチャはまた、初期化、安定化および／または較正（キャリブレーション）手順およびＧＵＩをサポートするアルゴリズム、機能およびデータで構成されるソフトウェアを含むオブジェクトの較正（キャリブレーション）ファミリを各ノードに含む。本アーキテクチャはさらに、ローカル・ノードからＱＫＤシステムの初期化、安定化および／または較正（キャリブレーション）を実行すべく、各ノード内の物理的コンポーネントとインタフェースするように、アルゴリズム、機能およびデータで構成されるソフトウェア構造物を含むオブジェクトのカード・ファミリを、各ノードに含む。
【００１１】
本発明の別の態様は、ＱＫＤシステムがフィールド内に展開された後でＱＫＤシステムのノードを制御する方法である。本方法は、上述のアーキテクチャを各ノードに提供すること、各ノードを展開すること、ローカル・ノードとリモート・ノードとを識別すること、を含む。本方法はまた、ＱＫＤシステムのノードの初期化、安定化および／または較正（キャリブレーション）のうちの少なくとも１つを実行するために、ローカル・ノード上において、ＧＵＩを介してローカル・ノードおよびリモート・ノードの双方を制御することも含む。
【００１２】
本発明の別の態様は、ＱＫＤシステムをフィールド内に展開する方法である。本方法は、対応するノードにおいて初期化、安定化および／または較正（キャリブレーション）手順を実行し、かつローカル・ノードにおいてグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）をサポートするように適合化されたソフトウェアを、ＱＫＤシステムにおける各ノードに提供することを含む。本方法はまた、ＱＫＤシステムを初期化および／または安定および／または較正（キャリブレーション）するように、ローカル・ノードにおけるＧＵＩを介して、ローカル・ノードおよびリモート・ノードにおいて前記ソフトウェアを動作させることも含む。
【００１３】
本発明の別の態様は、第１および第２のノードを含むＱＫＤシステムである。各ノードは、システムの初期化および／または安定化および／または較正（キャリブレーション）を実行するために、対応するノードのオペレーションを制御するように適合化された制御ソフトウェアをそれぞれ有する。第１および第２のノードは、安全通信リンクによって機能的に結合される。前記第１のノードは、ローカル・ノードであり、前記第２のノードは、リモート・ノードである。本システムは、前記第１および第２のノードの個々の動作状態を表す第１および第２のグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を含む。本システムはまた、ローカル・ノードに近接しかつ機能的に結合される、前記２つのＧＵＩを表示しかつローカル・ノードおよびリモート・ノードの前記ソフトウェアを介する制御を実行するように適合化されるローカル・クライアントも含む。
【００１４】
諸図面に描かれている様々なエレメントは単に具象的なものであり、必ずしも一定の縮尺では描かれていない。部分によっては、誇張されたものもあり、縮小されているものもある。諸図面の意図は、一般的な当業者が理解することができ、かつ適正に実施することのできる本発明の様々な実施形態を示すことにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
例えば、単一のポイント・ツー・ポイント式ボブ・ノードおよびアリス・ノード対（図１）、カスケードされたボブ・ノードおよびアリス・ノード対（図２）、あるいは長いファイバ距離を含む複数のポイントであるアリス・ノードへ接続される単一のボブ・ノード（図３）によって構成されるＱＫＤシステム・ネットワークの展開には、システム内の任意のノード間のシステム安定化手順を調整し制御する能力を必要とされる。本発明は、単一のユーザが、ネットワーク内の単一のノードを介して安定化手順の遠隔実施を可能とする装置および方法を介して、通常のＱＫＤシステム・ネットワークにおけるボブ・ノードとアリス・ノードとの間の安定化手順を開始し制御することを可能にする。ＱＫＤシステムの例は、’４１０特許において、およびＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３３９４号にも示されている。前記ＰＣＴ特許出願は、本参照により開示に含まれる。
【００１６】
［安定化手順］
ある例示的な実施形態では、ボブ・ノードおよびアリス・ノードの双方で実行される共通の安定化手順のリストは、下記を含む。
１．同期レーザをセットアップし、同期ロックを保証する。
ある例示的な実施形態では、ボブ固有の安定化手順は下記を含む。
【００１７】
１．Ｑレーザのバイアスを設定する。
２．Ｑレーザのパルス幅およびタイミングを設定する。
３．ＳＰＤ温度を設定する。
４．各ＳＰＤバイアスおよび分別器の感度レベルを設定する。
５．ＳＰＤのタイミングを決定する。
【００１８】
６．変調器のタイミングを決定する。
７．変調器の電圧を設定する。
ある例示的な実施形態では、アリス固有の安定化は下記を含む。
１．変調器のタイミングを決定する。
２．変調器の電圧を設定する。
【００１９】
［ＱＫＤ ＡＮＲＣ］
本明細書において「ＱＫＤシステム・ネットワークの不確定ノードの遠隔制御」または「ＱＫＤ  ＡＮＲＣ」と称している本発明は、ボブまたはアリス・ノードの何れかに物理的に位置する単一のユーザが、ＱＫＤシステム・ネットワークが継続的に機能するために必要な複雑な安定化手順の実行（例えば、開始、制御および監視）を可能にする。
【００２０】
ある例示的な実施形態では、ＱＫＤ  ＡＮＲＣは、制御のノードにおいてボブとアリス双方のためにグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を、ユーザに提供する。ユーザが物理的にどのノードに位置するか（「ローカル・ノード」を示す。）によって、このローカル・ノードに対する遠端ノードは「リモート・ノード」と定義され、ＧＵＩによって指示される。
【００２１】
図４は、ＱＫＤシステム・ネットワーク１０の一部としてのＱＫＤ  ＡＮＲＣの例示的な実施形態の略図である。図４に示すように、ローカル・ノードと任意のリモート・ノードとの間には、ＱＫＤ  ＡＮＲＣメッセージングのサポートを目的とするセキュア・コネクションＳＣ２が確証される。
ローカル・ノードの定義は、安定化手順がノードにおいて直接光およびハードウェア・コンポーネントに影響を与えるＱＫＤシステム・ネットワークのノードに適用される。
【００２２】
リモート・ノードの定義は、安定化手順がセキュア・コネクション上のメッセージングを介してノードの光およびハードウェア・コンポーネントに影響を与えるＱＫＤシステム・ネットワークのノードに適用される。遠隔的に受けるアクションは全て何らかのローカル・アクティビティを引き起こすことから、全てのリモート・ノードは本質的に、ある程度はローカル・ノードである。
【００２３】
制御ノードの定義は、全ての安定化手順が開始されるＱＫＤシステム・ネットワークの単一ノードに適用される。
ＱＫＤシステム・ネットワークの各ノードは、安定化手順に関連するその固有データを管理し保全しなくてはならない。セキュア・コネクションＳＣ１を介してローカル・ノードへ接続されるローカル・クライアントにおいて、ユーザに送られる遠隔制御のＧＵＩに関するデータは全て、セキュア・コネクションＳＣ２上でのメッセージングを使用するローカル・ノードによって、リモート・ノードから収集される。リモート・ノードの遠隔制御ＧＵＩにおいて修正されるローカル・ノードに関するいずれのデータも、セキュア・コネクション上でメッセージングを使用するローカル・ノードによって、リモート・ノードへ配信される。
【００２４】
図５は、キャリブレーション（較正）オブジェクト間の本質的関係を示す略図であり、図６は、カード・オブジェクトの本質的関係を示す略図である。
ＱＫＤネットワーク・システムの各ノードは、図５および図６に示すソフトウェア・オブジェクトを含む。オブジェクト間の関係は、クラス階層によって定義される。どのオブジェクトが生成されるかの決定は、それぞれの物理的なノードのローカル・ノード・タイプおよびリモート・ノード・タイプによって定義される。
【００２５】
キャリブレーション（較正）オブジェクト・ファミリは、ＱＫＤ  ＡＮＲＣの初期化、安定化およびキャリブレーション（較正）手順およびＧＵＩをサポートするアルゴリズム、機能およびデータの全てを備えるソフトウェア構造物を含む。キャリブレーション（較正）オブジェクトの階層は、下記のオブジェクトによって構成される。
・キャリブレーション（較正）：ＧＵＩ、キャリブレーション（較正）アルゴリズムと機能およびＧＵＩ入力検証を担うベース・オブジェクト。
・ローカルキャリブレーション（地方較正）：基底にあるハードウェアへのアクセスを処理し、リモートキャリブレーション（較正）からのメッセージを提供する。
・リモートキャリブレーション（遠隔較正）：ローカル・ノード上のリモートキャリブレーションのためのメッセージングを開始し、リモート・ノードからの回答メッセージを提供する。
・ボブのローカルキャリブレーション：ボブに固有のローカルキャリブレーションの機能性。
・アリスのローカルキャリブレーション：アリスに固有のローカルキャリブレーションの機能性。
・ボブのリモートキャリブレーション：ローカル・ノードにおけるボブに固有のリモートキャリブレーションの機能性。
・アリスのリモートキャリブレーション：ローカル・ノードにおけるアリスに固有のリモートキャリブレーションの機能性。
【００２６】
オブジェクトのカード・ファミリは、キャリブレーション（較正）オブジェクト・ファミリと、ＱＫＤネットワーク・システムのノードの異なる物理的な光学上およびハードウェアのコンポーネントとのインタフェースをサポートするアルゴリズム、機能およびデータの全てを備えるソフトウェア構造を含む。カード・オブジェクトの階層は、下記のオブジェクトで構成される（図６参照）。
・カード：ＱＳシステムノードの共通する光学上およびハードウェアのコンポーネントにアクセスし、制御し、管理する共通かつ包括的アルゴリズム、機能およびデータの全てをサポートする。
・ボブ・カード：ボブに固有の光学上およびハードウェアのコンポーネントにアクセスし、制御し、管理するボブ・ノード固有のアルゴリズム、機能およびデータをサポートする。
・アリス・カード：アリスに固有の光学上およびハードウェアのコンポーネントにアクセスし、制御し、管理するアリス・ノード固有のアルゴリズム、機能およびデータをサポートする。
【００２７】
キャリブレーション（較正）オブジェクトとカード・オブジェクトとの関係性は、キャリブレーション（較正）オブジェクトがローカル・ノードの光学上およびハードウェアのコンポーネントにアクセスし、制御することを可能にするベースキャリブレーション（較正）オブジェクトによって確証される。
ローカル・ノード上では、図７Ａおよび図７Ｂにおいて強調して示されているキャリブレーション（較正）オブジェクトおよびカード・オブジェクトが生成され、ボブのローカルキャリブレーション（較正）に使用される。
【００２８】
ローカル・ノード上では、図８Ａおよび図８Ｂにおいて強調して示されているキャリブレーション（較正）オブジェクトおよびカード・オブジェクトが生成され、アリスのリモートキャリブレーション（較正）に使用される。
図９Ａおよび図９Ｂは、アリスにおけるローカルキャリブレーション（較正）経路（図９Ａ）およびカード・オブジェクト（図９Ｂ）を示す略図である。
【００２９】
［ＱＫＤ ＡＮＲＣの優位点］
本発明のＱＫＤ ＡＮＲＣシステムには、下記のような幾つかの重要な優位点がある。
１．発送および配送に先立って、ＱＫＤシステムのノードを展開仕様でキャリブレーション（較正）する必要がない。
２．システム内の指定された制御ノードにおいて、フィールド技術者の数を１名に減らす。
３．システム内の単一ノードが、ボブまたはアリスの何れかの特性を想定するができるようにする。従って、単一のポイント・ツー・ポイント・ノードよりも複雑な構成のＱＫＤシステム・ネットワークを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】光ファイバ・リンクを介して互いに結合される２つのノード、ボブとアリス、を有し、アリスとボブに共通するコンポーネント、アリスとボブに固有のコンポーネントの例示的な実施形態を示す単純なＱＫＤシステム・ネットワークの概略図。
【図２】カスケードされたボブおよびアリスペアから形成されるＱＫＤシステム・ネットワークの概略図。
【図３】単一のボブノードと、そこから生じる複数のアリス・ノードとを有するＱＫＤシステム・ネットワークの概略図。
【図４】ＱＫＤ不確定ノードの遠隔制御（ＡＮＲＣ）を含み、ローカル・クライアント・マネージャはセキュア・コネクションＳＣ１を介してローカル・ノード（例えば、ボブ）へ接続され、ボブとアリスとがセキュア・コネクションＳＣ２を介して接続され、前記ローカル・クライアント・マネージャは前記ローカルおよびリモート・ノードの動作状態に関する情報を表示するグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を含むＱＫＤシステム・ネットワークを示す概略図。
【図５】キャリブレーション（較正）オブジェクトの継承的な関係を示す概略図。
【図６】カード・オブジェクトの継承的な関係を示す概略図。
【図７Ａ】ボブのローカルキャリブレーション（較正）を示す概略図。
【図７Ｂ】図７Ａのキャリブレーション（較正）フローに関連するボブのカード・オブジェクトの概略図。
【図８Ａ】アリスのリモートキャリブレーション（較正）の概略図。
【図８Ｂ】図８Ａのキャリブレーション（較正）フローに関連するアリスのカード・オブジェクトの概略図。
【図９Ａ】アリスのローカルキャリブレーション（較正）の概略図。
【図９Ｂ】図９Ａのキャリブレーション（較正）フローに関連するアリスのカード・オブジェクトの概略図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年8月3日(2007.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２のＱＫＤ局（ノード）を有し、ユーザが前記ノードのうちのリモート・ノードを前記ノードのうちのローカル・ノードから遠隔的に制御することを可能とするＱＫＤシステム用のオブジェクト指向ソフトウェアのアーキテクチャであって、
前記ノードを接続する安全リンクを介して、前記ユーザがローカルおよびリモートＱＫＤ局双方のオペレーションの制御を可能とするローカル・ノードにおけるグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）と、
初期化、安定化および／または較正（キャリブレーション）手順および前記ＧＵＩをサポートするアルゴリズム、機能およびデータで構成されるソフトウェアを含む、各ノード内のオブジェクトの較正（キャリブレーション）ファミリと、
前記ローカル・ノードからＱＫＤシステムの初期化および／または安定化および／または較正（キャリブレーション）を実行すべく、各ノード内の物理的構成要素とインタフェースするように、アルゴリズム、機能およびデータによって構成されるソフトウェア構造を含む各ノード内のオブジェクトのカード・ファミリと、
を備えているＱＫＤシステム用のオブジェクト指向ソフトウェアのアーキテクチャ。
【請求項２】
ＱＫＤシステムのノードを、前記ＱＫＤシステムが展開された後で制御する方法であって、
請求項１記載のアーキテクチャを各ノードに提供すること、
各ノードを展開すること、
ローカル・ノードとリモート・ノードとを識別すること、
前記ＱＫＤシステムのノードの初期化、安定化および較正（キャリブレーション）のうちの少なくとも１つを実行するために、前記ローカル・ノードにおいて、前記ＧＵＩを介して前記ローカル・ノードおよびリモート・ノードの双方を制御すること、
を含むＱＫＤシステムのノード制御方法。
【請求項３】
対応するノードにおいて初期化、安定化および較正（キャリブレーション）手順を実行し、かつローカル・ノードにおいてグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）をサポートするように適合化されたソフトウェアを、ＱＫＤシステムにおける各ノードに提供すること、
前記ＱＫＤシステムを初期化および／または安定および／または較正（キャリブレーション）するように、前記ローカル・ノードにおける前記ＧＵＩを介して、前記ローカル・ノードおよびリモート・ノードにおいて前記ソフトウェアを動作させること、
を含むＱＫＤシステムの展開方法。
【請求項４】
システムの初期化および／または安定化および／または較正（キャリブレーション）を実行するために、対応するノードのオペレーションを制御するように適合化された制御ソフトウェアをそれぞれ有する第１および第２のノードを備え、前記第１のノードはローカル・ノードでありかつ前記第２のノードはリモート・ノードである安全通信リンクによって機能的に結合されており、
前記第１および第２のノードの個々の動作状態を表すグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）と、
前記ローカル・ノードに近接しかつ機能的に結合され、前記ＧＵＩを表示しかつ前記ローカル・ノードおよびリモート・ノードの前記ソフトウェアを介する制御を実行するように適合化されるローカル・クライアントと、を備えているＱＫＤシステム。
【請求項５】
安定化の実行は、Ｑ−レーザのバイアスのセッティング、Ｑ−レーザのパルス幅のセッティング、Ｑ−レーザのタイミングのセッティング、単一光子検出器（ＳＰＤ）の温度のセッティング、ＳＰＤの検出感度のセッティング、変調装置のタイミングの決定、変調装置の電圧設定、同期レーザのセットアップ、および同期ロックのセッティングを備えた安定化手順のグループから選択される少なくとも１つの安定化手順を含む、
請求項２に記載のＱＫＤシステムのノード制御方法。
【請求項６】
安定化の実行は、Ｑ−レーザのバイアスのセッティング、Ｑ−レーザのパルス幅のセッティング、Ｑ−レーザのタイミングのセッティング、単一光子検出器（ＳＰＤ）の温度のセッティング、ＳＰＤの検出感度のセッティング、変調装置のタイミングの決定、変調装置の電圧設定、同期レーザのセットアップ、および同期ロックのセッティングを備えた安定化手順のグループから選択される少なくとも１つの安定化手順を含む、
請求項３に記載のＱＫＤシステムの展開方法。
【請求項７】
ローカル・ノードは、Ｑ−レーザのバイアスのセッティング、Ｑ−レーザのパルス幅のセッティング、Ｑ−レーザのタイミングのセッティング、単一光子検出器（ＳＰＤ）の温度のセッティング、ＳＰＤの検出感度のセッティング、変調装置のタイミングの決定、変調装置の電圧設定、同期レーザのセットアップ、および同期ロックのセッティングを備えた安定化手順のグループから選択される少なくとも１つの安定化手順を実行するように適合されている、
請求項４に記載のＱＫＤシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子暗号化に関しかつ量子暗号化に関連する産業的有用性を有し、具体的には、システムを初期化、安定化および較正（キャリブレーション）すべくＱＫＤシステムのノードを制御するための量子鍵配送（ＱＫＤ）システム、装置、方法およびソフトウェア・アーキテクチャに関し、かつ前記量子鍵配送（ＱＫＤ）システム、装置、方法およびソフトウェア・アーキテクチャに関連する産業上有用性を有する。
【背景技術】
【０００２】
量子鍵配送は、「量子チャネル」上で伝送される弱い（例えば、平均０．１光子）光信号を使用して、送信者（「アリス」）と受信者（「ボブ」）との間において、鍵を確証することを含む。鍵配送のセキュリティは、未知状態の量子システムのいかなる観測によってもその量子状態を変化させてしまう、という量子力学の原理に基づいている。その結果、量子信号を傍受しようとする、または他に観測しようとする盗聴者（「Ｅｖｅ」）は、伝送される信号にエラーを生じさせ、これにより、その存在が暴かれる。
【０００３】
量子暗号化の基本原理は、ＢｅｎｎｅｔｔとＢｒａｓｓａｒｄの論文（非特許文献１）において最初に記述された。具体的なＱＫＤシステムは、以下の刊行物、ＣＨ．Ｂｅｎｎｅｔｔ共著の非特許文献２、ＣＨ．Ｂｅｎｎｅｔｔ著の非特許文献３およびＢｅｎｎｅｔｔの特許文献１（’４１０特許）に記述されている。
ＱＫＤを実行する一般的なプロセスは、Ｂｏｕｗｍｅｅｓｔｅｒ共著書（非特許文献４）に記述されている。ＱＫＤプロセスの間、アリスは、基底にランダムなビット（「基底ビット」）を発生させ、かつ鍵用のランダムなビット（「鍵ビット」）を使用（例えば、偏光または位相コード化を使用）してキュービットを生成し、このキュービットをボブへ送るために、真の乱数発生器（ＴＲＮＧ）を使用する。
【０００４】
典型的なＱＫＤシステムにおいては、アリスは単一光子の偏光または位相をランダムにコード化し、ボブは上記光子の偏光または位相をランダムに測定する。Ｂｅｎｎｅｔｔの１９９２年の著書（非特許文献２）および’４１０特許に記述されているＱＫＤシステムは、共有される干渉計システムを基礎としている。上記著書および特許は、本参照により開示内容に含まれる。干渉計システムの個々のパーツは、アリスとボブの各々が干渉計の位相を制御できるように、両者によるアクセスが可能である。アリスからボブへ送られる信号（パルス）は時分割され、異なる経路を辿る。
【０００５】
ＱＫＤの多重リンクは、いつの日か、ＱＫＤリレーまたはルータ（「ノード」）のメッシュを介してそのＱＫＤエンドポイント同士を繋ぐ全体的なＱＫＤネットワークに編み込まれるものになることが望ましい。ＱＫＤネットワークの例は、Ｃ．Ｅｌｌｉｏｔの刊行物（非特許文献５）において、および特許文献２において論じられている。
【特許文献１】米国特許第５，３０７，４１０号公報
【特許文献２】ＰＣＴ特許出願ＷＯ０２／０５４８０
【非特許文献１】“Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ：Ｐｕｂｌｉｃ  ｋｅｙ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｏｉｎ  ｔｏｓｓｉｎｇ，”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｂａｎｇａｌｏｒｅ，Ｉｎｄｉａ，１９８４，ｐｐ．１７５−１７９（ＩＥＥＥ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８４）
【非特許文献２】“Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ”
【非特許文献３】“Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ  Ｕｓｉｎｇ  Ａｎｙ  Ｔｗｏ  Ｎｏｎ−Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｓｔａｔｅｓ，”Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．６８  ３１２１（１９９２）
【非特許文献４】“Ｔｈｅ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ｏｆ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，”Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ  ２００１，ｉｎ  Ｓｅｃｔｉｏｎ２．３，ｐａｇｅｓ２７−３３
【非特許文献５】Ｎｅｗ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ４  （２００２），４６．１−４６．１２
【発明の開示】
【０００６】
図１を参照すると、最も単純なＱＫＤシステム・ネットワークが、例えば、光ファイバ・リンクＦ１を介して互いに光学的に結合される単一ノード・ボブと、単一ノード・アリスとによって定義されている。ボブとアリスはともに、主として、いくつかの共通する内部コンポーネントと、いくつかの固有の内部コンポーネントとを含む。これらの固有の内部コンポーネント間の相違が、ボブとアリスの各ノードを差別化している。
【０００７】
具体的には、ボブとアリスはともに、主として、離散する光学上およびハードウェアのコンポーネントと機能とにインタフェースを供給するコンピュータ（コントローラ）を含む。コンピュータ・インタフェースは、ソフトウェアの制御下において、光学上およびハードウェアのコンポーネントと機能とを設定、管理、監視する環境を提供する。また、コンピュータは、イーサネット（登録商標）等の物理的な通信媒体上でボブとアリスを接続するために使用される通信機能（例えば、ＴＣＰ／ＩＰベース）も提供する。ボブとアリスはともに、タイミング制御機能と、同期（ｓｙｎｃ）機能とを含む。
【０００８】
ボブは、アリスとボブに共通するコンポーネントおよび機能に加えて、主として、両ノード間で量子（すなわち、弱い）信号を伝送するためのレーザ（「Ｑレーザ」）を含む量子層を含む。また、ボブは、単一光子検出器（ＳＰＤ）、弁別器および位相変調器も含む。アリスは、共通するコンポーネントおよび機能に加えて、例えば、４つの位相設定値のうちの１つにランダムに設定され得る位相変調器を含む。
【０００９】
ＱＫＤシステム・ネットワークを形成するためにボブとアリスという各ノードを結合する際には、適切なネットワーク機能を保証するために、各ノードにおいて体系的かつ複雑な較正（キャリブレーション）、ターンアップおよび保全手順（ここでは、集合的に「安定化手順」と称する）が実行されなければならない。大部分の手順は、アクティビティの両ノード間でのある程度の同期および情報の交換を必要とする。ある実験用の設定では、両ノードは互いに、各ノードに対して物理的にアクセスすることにより、単一のユーザがボブとアリス双方の較正（キャリブレーション）およびターンアップ手順を開始しかつ制御することが可能となる十分な近さにある。しかしながら、ＱＫＤシステム・ネットワークの実用的な（例えば、商業的）実施においては、ボブとアリスの物理的距離は大きくなり、よって単一のユーザがこれらの２つのノードに対して物理的にアクセスして必要な安定化手順を同時に制御することはできない。図２および図３は、両ノード間の安定化手順の実行ロジスティクスをさらに複雑にする異なるＱＫＤシステム・ネットワークにおけるボブとアリスの各ノードの他の２つの可能な組合せを示している。
従って、ＱＫＤシステム・ネットワークの安定化手順をネットワーク上で遠隔的に実施することができるように、ボブとアリスの各ノードを単一のノードから制御することを可能とする装置と方法とが必要とされている。
【００１０】
本発明の１つの態様は、第１および第２のＱＫＤ局（ノード）を有し、ユーザが前記両ノードのうちのローカル・ノードから前記両ノードのうちのリモート・ノードを遠隔的に制御することを可能とするＱＫＤシステム用のオブジェクト指向ソフトウェアのアーキテクチャである。本アーキテクチャは、両ノードを接続する安全リンクを介してユーザがローカル・ノードおよびリモート・ノードの双方のオペレーションの制御を可能とするグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を、ローカル・ノードに含む。本アーキテクチャはまた、初期化、安定化および／または較正（キャリブレーション）手順およびＧＵＩをサポートするアルゴリズム、機能およびデータで構成されるソフトウェアを含むオブジェクトの較正（キャリブレーション）ファミリを各ノードに含む。本アーキテクチャはさらに、ローカル・ノードからＱＫＤシステムの初期化、安定化および／または較正（キャリブレーション）を実行すべく、各ノード内の物理的コンポーネントとインタフェースするように、アルゴリズム、機能およびデータで構成されるソフトウェア構造物を含むオブジェクトのカード・ファミリを、各ノードに含む。
【００１１】
本発明の別の態様は、ＱＫＤシステムがフィールド内に展開された後でＱＫＤシステムのノードを制御する方法である。本方法は、上述のアーキテクチャを各ノードに提供すること、各ノードを展開すること、ローカル・ノードとリモート・ノードとを識別すること、を含む。本方法はまた、ＱＫＤシステムのノードの初期化、安定化および／または較正（キャリブレーション）のうちの少なくとも１つを実行するために、ローカル・ノード上において、ＧＵＩを介してローカル・ノードおよびリモート・ノードの双方を制御することも含む。
【００１２】
本発明の別の態様は、ＱＫＤシステムをフィールド内に展開する方法である。本方法は、対応するノードにおいて初期化、安定化および／または較正（キャリブレーション）手順を実行し、かつローカル・ノードにおいてグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）をサポートするように適合化されたソフトウェアを、ＱＫＤシステムにおける各ノードに提供することを含む。本方法はまた、ＱＫＤシステムを初期化および／または安定および／または較正（キャリブレーション）するように、ローカル・ノードにおけるＧＵＩを介して、ローカル・ノードおよびリモート・ノードにおいて前記ソフトウェアを動作させることも含む。
【００１３】
本発明の別の態様は、第１および第２のノードを含むＱＫＤシステムである。各ノードは、システムの初期化および／または安定化および／または較正（キャリブレーション）を実行するために、対応するノードのオペレーションを制御するように適合化された制御ソフトウェアをそれぞれ有する。第１および第２のノードは、安全通信リンクによって機能的に結合される。前記第１のノードは、ローカル・ノードであり、前記第２のノードは、リモート・ノードである。本システムは、前記第１および第２のノードの個々の動作状態を表す第１および第２のグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を含む。本システムはまた、ローカル・ノードに近接しかつ機能的に結合される、前記２つのＧＵＩを表示しかつローカル・ノードおよびリモート・ノードの前記ソフトウェアを介する制御を実行するように適合化されるローカル・クライアントも含む。
【００１４】
諸図面に描かれている様々なエレメントは単に具象的なものであり、必ずしも一定の縮尺では描かれていない。部分によっては、誇張されたものもあり、縮小されているものもある。諸図面の意図は、一般的な当業者が理解することができ、かつ適正に実施することのできる本発明の様々な実施形態を示すことにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
例えば、単一のポイント・ツー・ポイント式ボブ・ノードおよびアリス・ノード対（図１）、カスケードされたボブ・ノードおよびアリス・ノード対（図２）、あるいは長いファイバ距離を含む複数のポイントであるアリス・ノードへ接続される単一のボブ・ノード（図３）によって構成されるＱＫＤシステム・ネットワークの展開には、システム内の任意のノード間のシステム安定化手順を調整し制御する能力を必要とされる。本発明は、単一のユーザが、ネットワーク内の単一のノードを介して安定化手順の遠隔実施を可能とする装置および方法を介して、通常のＱＫＤシステム・ネットワークにおけるボブ・ノードとアリス・ノードとの間の安定化手順を開始し制御することを可能にする。ＱＫＤシステムの例は、’４１０特許において、およびＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３３９４号にも示されている。前記ＰＣＴ特許出願は、本参照により開示に含まれる。
【００１６】
［安定化手順］
ある例示的な実施形態では、ボブ・ノードおよびアリス・ノードの双方で実行される共通の安定化手順のリストは、下記を含む。
１．同期レーザをセットアップし、同期ロックを保証する。
【００１７】
ある例示的な実施形態では、ボブ固有の安定化手順は下記を含む。
１．Ｑレーザのバイアスを設定する。
２．Ｑレーザのパルス幅およびタイミングを設定する。
３．ＳＰＤ温度を設定する。
４．各ＳＰＤバイアスおよび分別器の感度レベルを設定する。
５．ＳＰＤのタイミングを決定する。
６．変調器のタイミングを決定する。
７．変調器の電圧を設定する。
【００１８】
ある例示的な実施形態では、アリス固有の安定化は下記を含む。
１．変調器のタイミングを決定する。
２．変調器の電圧を設定する。
【００１９】
［ＱＫＤ ＡＮＲＣ］
本明細書において「ＱＫＤシステム・ネットワークの不確定ノードの遠隔制御」または「ＱＫＤ  ＡＮＲＣ」と称している本発明は、ボブまたはアリス・ノードの何れかに物理的に位置する単一のユーザが、ＱＫＤシステム・ネットワークが継続的に機能するために必要な複雑な安定化手順の実行（例えば、開始、制御および監視）を可能にする。
【００２０】
ある例示的な実施形態では、ＱＫＤ  ＡＮＲＣは、制御のノードにおいてボブとアリス双方のためにグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を、ユーザに提供する。ユーザが物理的にどのノードに位置するか（「ローカル・ノード」を示す。）によって、このローカル・ノードに対する遠端ノードは「リモート・ノード」と定義され、ＧＵＩによって指示される。
【００２１】
図４は、ＱＫＤシステム・ネットワーク１０の一部としてのＱＫＤ  ＡＮＲＣの例示的な実施形態の略図である。図４に示すように、ローカル・ノードと任意のリモート・ノードとの間には、ＱＫＤ  ＡＮＲＣメッセージングのサポートを目的とするセキュア・コネクションＳＣ２が確証される。
ローカル・ノードの定義は、安定化手順がノードにおいて直接光およびハードウェア・コンポーネントに影響を与えるＱＫＤシステム・ネットワークのノードに適用される。
【００２２】
リモート・ノードの定義は、安定化手順がセキュア・コネクション上のメッセージングを介してノードの光およびハードウェア・コンポーネントに影響を与えるＱＫＤシステム・ネットワークのノードに適用される。遠隔的に受けるアクションは全て何らかのローカル・アクティビティを引き起こすことから、全てのリモート・ノードは本質的に、ある程度はローカル・ノードである。
【００２３】
制御ノードの定義は、全ての安定化手順が開始されるＱＫＤシステム・ネットワークの単一ノードに適用される。
ＱＫＤシステム・ネットワークの各ノードは、安定化手順に関連するその固有データを管理し保全しなくてはならない。セキュア・コネクションＳＣ１を介してローカル・ノードへ接続されるローカル・クライアントにおいて、ユーザに送られる遠隔制御のＧＵＩに関するデータは全て、セキュア・コネクションＳＣ２上でのメッセージングを使用するローカル・ノードによって、リモート・ノードから収集される。リモート・ノードの遠隔制御ＧＵＩにおいて修正されるローカル・ノードに関するいずれのデータも、セキュア・コネクション上でメッセージングを使用するローカル・ノードによって、リモート・ノードへ配信される。
【００２４】
図５は、キャリブレーション（較正）オブジェクト間の本質的関係を示す略図であり、図６は、カード・オブジェクトの本質的関係を示す略図である。
ＱＫＤネットワーク・システムの各ノードは、図５および図６に示すソフトウェア・オブジェクトを含む。オブジェクト間の関係は、クラス階層によって定義される。どのオブジェクトが生成されるかの決定は、それぞれの物理的なノードのローカル・ノード・タイプおよびリモート・ノード・タイプによって定義される。
【００２５】
キャリブレーション（較正）オブジェクト・ファミリは、ＱＫＤ  ＡＮＲＣの初期化、安定化およびキャリブレーション（較正）手順およびＧＵＩをサポートするアルゴリズム、機能およびデータの全てを備えるソフトウェア構造物を含む。キャリブレーション（較正）オブジェクトの階層は、下記のオブジェクトによって構成される。
・キャリブレーション（較正）：ＧＵＩ、キャリブレーション（較正）アルゴリズムと機能およびＧＵＩ入力検証を担うベース・オブジェクト。
・ローカルキャリブレーション（地方較正）：基底にあるハードウェアへのアクセスを処理し、リモートキャリブレーション（較正）からのメッセージを提供する。
・リモートキャリブレーション（遠隔較正）：ローカル・ノード上のリモートキャリブレーションのためのメッセージングを開始し、リモート・ノードからの回答メッセージを提供する。
・ボブのローカルキャリブレーション：ボブに固有のローカルキャリブレーションの機能性。
・アリスのローカルキャリブレーション：アリスに固有のローカルキャリブレーションの機能性。
・ボブのリモートキャリブレーション：ローカル・ノードにおけるボブに固有のリモートキャリブレーションの機能性。
・アリスのリモートキャリブレーション：ローカル・ノードにおけるアリスに固有のリモートキャリブレーションの機能性。
【００２６】
オブジェクトのカード・ファミリは、キャリブレーション（較正）オブジェクト・ファミリと、ＱＫＤネットワーク・システムのノードの異なる物理的な光学上およびハードウェアのコンポーネントとのインタフェースをサポートするアルゴリズム、機能およびデータの全てを備えるソフトウェア構造を含む。カード・オブジェクトの階層は、下記のオブジェクトで構成される（図６参照）。
・カード：ＱＳシステムノードの共通する光学上およびハードウェアのコンポーネントにアクセスし、制御し、管理する共通かつ包括的アルゴリズム、機能およびデータの全てをサポートする。
・ボブ・カード：ボブに固有の光学上およびハードウェアのコンポーネントにアクセスし、制御し、管理するボブ・ノード固有のアルゴリズム、機能およびデータをサポートする。
・アリス・カード：アリスに固有の光学上およびハードウェアのコンポーネントにアクセスし、制御し、管理するアリス・ノード固有のアルゴリズム、機能およびデータをサポートする。
【００２７】
キャリブレーション（較正）オブジェクトとカード・オブジェクトとの関係性は、キャリブレーション（較正）オブジェクトがローカル・ノードの光学上およびハードウェアのコンポーネントにアクセスし、制御することを可能にするベースキャリブレーション（較正）オブジェクトによって確証される。
ローカル・ノード上では、図７Ａおよび図７Ｂにおいて強調して示されているキャリブレーション（較正）オブジェクトおよびカード・オブジェクトが生成され、ボブのローカルキャリブレーション（較正）に使用される。
【００２８】
ローカル・ノード上では、図８Ａおよび図８Ｂにおいて強調して示されているキャリブレーション（較正）オブジェクトおよびカード・オブジェクトが生成され、アリスのリモートキャリブレーション（較正）に使用される。
図９Ａおよび図９Ｂは、アリスにおけるローカルキャリブレーション（較正）経路（図９Ａ）およびカード・オブジェクト（図９Ｂ）を示す略図である。
【００２９】
［ＱＫＤ ＡＮＲＣの優位点］
本発明のＱＫＤ ＡＮＲＣシステムには、下記のような幾つかの重要な優位点がある。
１．発送および配送に先立って、ＱＫＤシステムのノードを展開仕様でキャリブレーション（較正）する必要がない。
２．システム内の指定された制御ノードにおいて、フィールド技術者の数を１名に減らす。
３．システム内の単一ノードが、ボブまたはアリスの何れかの特性を想定するができるようにする。従って、単一のポイント・ツー・ポイント・ノードよりも複雑な構成のＱＫＤシステム・ネットワークを実現することができる。
【００３０】
本発明に関する様々な修正やバリエーションが、発明の本質や範囲から逸脱するものではないことは、当業者にとって明らかであろう。それゆえ、本発明は、この発明の修正やバリエーションが添付されたクレームやそれらと同等のものの範囲内である場合には、それらをカバーすることを意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】光ファイバ・リンクを介して互いに結合される２つのノード、ボブとアリス、を有し、アリスとボブに共通するコンポーネント、アリスとボブに固有のコンポーネントの例示的な実施形態を示す単純なＱＫＤシステム・ネットワークの概略図。
【図２】カスケードされたボブおよびアリスペアから形成されるＱＫＤシステム・ネットワークの概略図。
【図３】単一のボブ・ノードと、そこから生じる複数のアリス・ノードとを有するＱＫＤシステム・ネットワークの概略図。
【図４】ＱＫＤ不確定ノードの遠隔制御（ＡＮＲＣ）を含み、ローカル・クライアント・マネージャはセキュア・コネクションＳＣ１を介してローカル・ノード（例えば、ボブ）へ接続され、ボブとアリスとがセキュア・コネクションＳＣ２を介して接続され、前記ローカル・クライアント・マネージャは前記ローカルおよびリモート・ノードの動作状態に関する情報を表示するグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を含むＱＫＤシステム・ネットワークを示す概略図。
【図５】キャリブレーション（較正）オブジェクトの継承的な関係を示す概略図。
【図６】カード・オブジェクトの継承的な関係を示す概略図。
【図７Ａ】ボブのローカルキャリブレーション（較正）を示す概略図。
【図７Ｂ】図７Ａのキャリブレーション（較正）フローに関連するボブのカード・オブジェクトの概略図。
【図８Ａ】アリスのリモートキャリブレーション（較正）の概略図。
【図８Ｂ】図８Ａのキャリブレーション（較正）フローに関連するアリスのカード・オブジェクトの概略図。
【図９Ａ】アリスのローカルキャリブレーション（較正）の概略図。
【図９Ｂ】図９Ａのキャリブレーション（較正）フローに関連するアリスのカード・オブジェクトの概略図。
【国際調査報告】
2008514118.tif 000015