「電車に乗っていたら、車内のモニターで東芝のCMをみたんです。いやぁ、感慨深かったですよ」
実用化を目指して長年努力を重ねた研究者のひとり、国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT）の佐々木雅英は現在、国産メーカーの技術者たちとがっちり手を携え、国際標準化の作業に取り組んでいる。深夜に及ぶテレカンファレスに忙殺され、へとへとだが、だからこそ強い手応えを感じている。
「スイスで毎週のように会合が開かれていますが、そこでは日本の提案がどんどん採用されている。量子暗号通信の分野では、われわれ日本人が草案を書きまくっているんです」
この分野における日本の躍進振りは凄まじい。だが、実は数年前まで、日本の研究者たちは暗礁に乗り上げ、苦しみあえいでいた。「量子通信なんて絵空事じゃないの？」「量子暗号なんて、どうせニッチな、重箱の隅をつつくようなニーズしかないんだろう？」……そんなふうに蔑まれ、資金を絶たれ、陰口をたたかれていた。
「もう止めようかと……潮時かもしれないと、諦めかけたこともありました」
けれど、彼らはその難局を乗り切った。だからこそいまがある。素晴らしいチームが日本にはあった。凄い人たちが集まって、お互い手を差し伸べあったからだ、と佐々木は語る。
ぼくらには「光のキモチ」がわかる
世界をリードする日本の量子通信技術者たち。その頭の中を、少しだけ覗いてみることにしよう。
「量子は『解る』ものじゃなくて『慣れる』ものです。使いこなしていくには、感覚を磨いていくしかない」
そもそも量子通信の概念は古く、1960年代には既に提唱されていた。使うのは主に「光」だ。そもそも光は波の性質をもち、進行方向と直角に振動している（直線偏光の場合）。その偏光の方向をコントロールし、例えば「縦向きの光と横向きの光」で「0と1」を表現できれば、通信に使うことができる。さらに、光は強さを弱めていくと「光子」、つまり粒子の単位でカウントできるようになる。限界まで切り刻まれた「光のつぶ」のひとつひとつに、偏光で0と1の情報をもたせることができたならば、究極の通信手段となり得るはずだ。
「理屈は難しくない。量子コンピューターのほうがよっぽど難しいですよ（笑）。いまの社会には光ファイバーの通信網が整っている。あのファイバーを通る光をどんどん弱くして、光の粒のひとつひとつに、きっちりと情報を乗せたい」
光子を利用する量子通信は大きく分けて3通りの期待を担う。第1に通信の大容量化。第2に宇宙探査などで用いる超長距離の通信。そして第3がセキュリティの飛躍的な強化──いわゆる「量子暗号」だ。
「絶対に傍受できない、解読できないということが証明できる。そういう理論は、人類が知るもののなかでは量子暗号のみです」
量子暗号は「鍵配送」、つまり暗号をかける側と解く側で鍵を共有する通信手段に特徴がある。途中で誰かが通信を傍受したとしても、それが痕跡として残ってしまうのだ。そうやって「ケチのついた鍵」を捨て、盗聴されなかった無傷の美しい鍵をうまく構築し、画像や音声を暗号化する。さらに鍵を頻繁に交換しつつ通信すれば、たとえスーパーコンピューターで何千年かけ計算したとしても、暗号化された中身を解読するのは不可能だという。
20年もの長きにわたる努力の結果、いまでは50kmもの長さをもつ光ファイバーを通じ、量子暗号でのやりとりが可能になった。
「長年やっていると、計測器をじっと見ていても、『ああ、光ファイバーが風で揺れたな、だからこんな波形が出たな』といったことがわかるようになるんですよ。光子のキモチがわかる（笑）。みなさんが日常的に、例えば自転車に乗っていたら、無意識にニュートン力学を感じて、ああこのままだとぶつかりそうだとか、これでは加速しすぎで危なそうだとか、そういうことを考えるでしょう。われわれは、光子についてそういう感覚をもっている」
わたしたちが「量子」というキーワードにもつ極微のイメージとはかけ離れた、壮大なスケールで人類の通信事情は進化を遂げつつある。最近では、人工衛星を使ってレーザー光を地上に照射するタイプの「超長距離量子通信」がホットな研究テーマだ。
激化する国際競争だが、その担い手はさほど多くはない。ライヴァルはずばり中国。佐々木の脳裏には、2017年に起きた激しいつばぜり合いの記憶が思い浮かぶ。
「わたしたちにも実験に使う衛星を打ち上げるチャンスがあって、中国とはお互い、どこまで進んでいるのか探り合っていたんです。で、2017年の3月にアメリカで学会があって、中国のキーパーソンと会う機会ができた。『どのあたりまで行ってるの？』と尋ねたら、『うーん……論文は投稿したよ』って。どんな内容？って聞いたら『ごめん、そこはまだ言えない』って。そっかぁ、投稿したのかぁーって……。で、慌ててわたしは学会の日程を全部キャンセルして、ホテルにこもって、書きかけてた論文をぶわぁーって書き殴って、投稿した（笑）。結局はわたしの論文がまず学会誌に掲載されて、それから中国の歴史的な論文がポンポンポンと発表されていった……。あのとき日本は、できる限りのことはやったなぁ、と思います」
中国と丁々発止の競争を繰り広げる日本だが、ヨーロッパにて目下進行中の規格策定においては一強とみなされ、大きくリードしている状況だという。佐々木らが何をどう説明したところで、各国の代表にはチンプンカンプンという有様らしい。
競争力の源は「人」だと佐々木は断言する。長きにわたり手をとりあい、支え合ってきた研究者たち。NECと東芝、そしてNICT──あの苦闘の日々を乗り越えてきた結果、官民揃ったチームワークが強み。そこへ防衛省や医療関係者といったセキュリティを重んじる組織が絡み、強固な一枚岩を成している。苦難を乗り越えてきたが故の、結束力が日本にはある。
日本の量子通信は、総合力で勝つ
中国の研究体制には弱点も垣間見える。資金が潤沢な分、「量子通信だけ」の一点豪華主義に偏ってみえるのだ。一方、闘いの主戦場は量子通信そのものではなく、量子通信を応用したアプリケーションに移行しつつあると佐々木は語る。
「ある意味、量子（だけの競争）は終わったんです。使いこなす時代になった」
量子通信はいまのところ「光ファイバーありき」であって、無線通信を代替するものではない。コスト面や運用上の限界もある。従って従来型の古典的な通信技術と組み合わせるべきであり、クラウド上のさまざまなサーヴィスを含めた総合力で勝負できなければ社会にうまくフィットしない。
「求められているのは、量子レヴェルから見上げて、マクロな通信のすべてを再構築することです。量子通信は普遍性のある土台でしかない。でも、そこからみえてくる独特の『景色』があって、ネットワークをめぐるさまざまな、面白い研究課題がたくさん生まれている」
日本がこのリードを守るためには、光子のキモチがわかる「量子ネイティヴ」の育成が急務だ。それはメーカーや通信キャリアといった通信業者に限らない。もしもあなたがクラウドサーヴィスを操るシステムエンジニアなら、「量子暗号オプション付き」の新商品を採用すべきかどうか、判断すべきタイミングがまもなくやって来る。仲間たちと議論し、その費用対効果を会社の上層部に、あるいは外部の顧客に説明しなければならなくなる。なぜ量子暗号が必要なのか。そもそも量子通信とはどういった技術なのか。量子のフィーリングを磨かなければ、一歩も先へ進めない時代が到来しつつあるのだ。
アメリカ勢が量子コンピューターや人工知能に躍起になり、中国勢が超長距離の量子通信に首っ引きのいま、日本の企業人たちが組織の壁を超え、手を取り合い、飛躍すべき時が迫っている。
「量子を基礎に置く通信技術全体のアップデートは、中国もGAFAも取り組めていない。われわれだけがこの風景を眺望している。いま、国際標準化と知財戦略がきっちり押さえられたなら、安全保障にしろ産業の競争力維持にしろ、極めてパワフルな追い風になります。わたしね……日本は勝てると思っているんですよ」
TEXT BY SHIN ASAW a.k.a. ASSAwSSIN
PHOTOGRAPHS BY KOUTAROU WASHIZAKI