【手続補正書】
【提出日】令和1年6月26日(2019.6.26)
【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】
それぞれが非直交量子状態（non-orthogonal quantum states）の集合から選択されたものである複数のランダムな量子状態を、第１の時空間点（space-time point）において受信し、
古典的な測定結果のシーケンスを備えるトークンを取得するために、前記量子状態について所定の測定を適用し、
リソースへのアクセスの代償として前記トークンを、前記第１の時空間点に因果関係のある将来の第２の時空間点において、提示する
ステップを備える方法。
【請求項２】
それぞれが非直交量子状態（non-orthogonal quantum states）の集合から選択されたものである複数のランダムな量子状態を、第１の時空間点（space-time point）において生成し、
古典的な測定結果のシーケンスを備えるトークンを、前記第１の時空間点に因果関係のある将来の第２の時空間点において、受信し、
前記トークンが前記複数の量子状態の所定の測定に対する統計的に妥当な結果に対応するか否かを検証する
ステップを備える方法。
【請求項３】
前記量子状態は、前記量子状態の空間について複数の可能な基底の純粋状態の中から独立してランダムに選択される
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記所定の測定は、前記第１の時空間点において適用される
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記量子状態は、量子ビット（qubit）を示す、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の量子状態のそれぞれは、対応する二次元量子ビット空間についてのＢＢ８４状態を備える
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の量子ビットのそれぞれは、電磁的エネルギーの光子で符号化される
請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
各量子ビットは、対応する前記光子の偏光状態として符号化される
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
各量子ビットは、期待される光子数の少ない微弱光パルスの偏光状態により表される
請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記所定の測定は、対応する前記量子状態の空間の可能な純粋状態の一つへの前記複数の量子状態のそれぞれの投影を備える
請求項３乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記所定の測定は、可能な測定結果が前記第２の時空間点に対して有効なトークンを与えるものである、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記所定の測定の結果が前記第２の時空間点から隔てられた第３の時空間点に対して有効なトークンを与える確率は、前記第２の時空間点に対して有効なトークンを与える確率と比べて小さい、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記トークンを提示する前に、当該トークンを暗号化することをさらに備える
請求項１又は３乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数の量子状態は、絡み合ったものである
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の量子状態は、少なくとも１０３の量子状態を備える
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記測定が成功した状態を特定するデータを送信することをさらに備える
請求項１又は３乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記測定が成功したことを特定するデータを受信することをさらに備える
請求項２乃至１２、１４又は１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
第２の複数の量子状態を、前記第１の時空間点の将来及び前記第２の時空間点の過去における第４の時空間点において、受信し、
古典的な測定結果の第２のシーケンスを取得するために、前記第２の複数の量子状態について第２の所定の測定を適用し、
前記古典的な測定結果の第２のシーケンスを前記トークンに追加し、
リソースへのアクセスの代償として拡張されたトークンを、前記第２の時空間点において、提示する
ことをさらに備える
請求項１又は３乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の時空間点の将来及び前記第２の時空間点の過去における複数の連続した時間的に隔てられた時空間点のそれぞれにおいて、
追加の複数の量子状態を受信し
古典的な測定結果の追加のシーケンスを取得するために、前記複数の量子状態について所定の測定を適用し、
前記第２の時空間点において提示された前記トークンが前記古典的な測定結果の複数のシーケンスのそれぞれを有するように、前記古典的な測定結果の追加のシーケンスを前記トークンに追加する
ステップを繰り返すことを含む
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
第２の複数の量子状態を、前記第１の時空間点の将来及び前記第２の時空間点の過去における第４の時空間点において、受信することをさらに備え、
前記トークンが所定の測定に対する統計的に妥当な結果に対応するか否かを検証することは、前記トークンが第１の複数の量子状態における第１の所定の測定に対する統計的に妥当な結果、及び、前記第２の複数の量子状態における第２の所定の測定に対する統計的に妥当な結果を含むか否かを検証することを備える
請求項２乃至１２，１４，１５又は１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の時空間点の将来及び前記第２の時空間点の過去における複数の連続した時間的に隔てられた時空間点のそれぞれにおいて、追加の複数の量子状態を生成するステップを繰り返し、
古典的な測定結果のシーケンスを備える前記トークンを受信することは、古典的な測定結果の複数のシーケンスを備える拡張されたトークンを受信することを含み、
前記トークンが所定の測定に対する統計的に妥当な結果に対応するか否かを検証することは、前記トークンが生成された複数の量子状態のそれぞれにおける複数の個別の所定の測定のそれぞれに対する統計的に妥当な結果を含むか否かを検証することを含む
請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
それぞれが非直交量子状態の個別の集合から選択されたものである複合的な複数のランダムな量子状態を、前記第１の時空間点において受信し、
古典的な測定結果の多数のシーケンスを備える拡張されたトークンを取得するために、前記量子状態について個別の所定の測定を適用し、
リソースへのアクセスの代償として前記拡張されたトークンの一部を提示する
請求項１又は３乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
それぞれが非直交量子状態の個別の集合から選択されたものである複合的な複数のランダムな量子状態を、前記第１の時空間点において生成し、
古典的な測定結果の多数のシーケンスを備える拡張されたトークンを、前記第１の時空間点の将来における第２の時空間点において、受信し、
前記トークンが前記複数の量子状態のそれぞれにおける個別の所定の測定に対する統計的に妥当な結果に対応するか否かを検証する
請求項２乃至１２，１４，１５又は１７のいずれか１項に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】トークンを提示又は検証する方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
図２は、本発明の第１の実施形態にかかる単一将来時空間点において使用するための認証トークンを生成する方法２０を示すフローチャートである。第１ステップ２２において、当事者Ｂは、ランダムに独立して選択されたＮ量子状態のシーケンスを生成する。良いセキュリティのために、Ｎは、好ましくは、１０３又はそれ以上のオーダーである。本実施形態において、その状態は、理想的には単一光子、又は、現実的には１未満の平均光子数を有する微弱光パルス、の偏光状態として実現される量子ビットである。光子の量子ビットの生成及び送信は、良く知られた技術であり、詳細には、例えば、Lo, H-K. et al. Secure quantum key distribution. Nature photonics 8, 595 (2014) (and the references cited therein) 及び Lunghi, T. et al. Experimental bit commitment based on quantum communication and special relativity. Phys. Rev. Lett. 111, 180504 (2013)に見出され得る。他の実施形態では、例えば電子のような代替の２レベル量子機械システムが適切な公知の方法で量子情報のビットを符号化するために、代わりに使用される。さらに、量子ビットの実装が説明と実装の両方の容易化の理由のために、現在、好まれるのであるが、本発明が２レベル量子状態の利用に限定されないこと、及び、さらなる実施形態が例えば、いわゆる量子ビットの量子状態を符号化するトラップ内のイオンのようなｄ−レベルシステムを使用して本手法を実装できることが、当業者にとって明らかであろう。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
複合状態|ψ>を受信すると、ステップ２６において、Ａは、量子ビット状態における所定の測定のシーケンスの実行を続ける。この測定は、Ｐにおいて行われるか、又は、しばらく経って、及び／又は、空間内の別の点で、Ａが量子状態を確実に格納及び／又は送信する技術的能力を有するべきである。どちらの場合にも、この例における測定の選択は、測定時に、Ａがトークンを償還したいであろう将来点Ｑｋにおいて、その選択に基づいて決定された状態|ψ>をＡが測定する方法をＡが既に知っていると仮定する。その測定は、以下でさらに詳しく説明される。ステップ２８において、Ａは、古典的に各量子ビットについて、測定結果を記録する。例えば、Ａは、その結果を定義する古典的なビットを書き留めるか、コンピュータメモリへそれらを入力することができる。本発明によれば、結果のビット列は、Ｂから資産の代償として将来の償還のために、時刻ｔｋまでに到着するために、Ａが時空間を経て選択された取引点（ｘｋ、ｔｋ）へＡを連れて行くか、又は、空間内の点ｘｋでＡの代理人へ送信することができるという（古典的な）トークンを提示する。