一般的に使われている暗号化技術は、電子回路を用いています。技術が進歩して処理速度は上がっていますが、課題が２つあります。
　ひとつは、光信号の速度増加が進むと電子デバイスでは対応できなくなること。
　もうひとつは、処理が高速になればなるほど、電子回路は消費電力が上がることです。
　光信号の暗号化をできるだけ光領域のままで実行できれば、高速化・省電力化の両方が実現できます。そこで今回、バランス受光器と強度変調器を用いた光排他的論理和回路（光ＸＯＲ回路）の研究開発に取り組みました。

　信号の符号化・暗号化に用いられる論理処理回路です。２つの信号を入力したとき、同じ信号であれば「０」を、異なる信号のときは「１」を出力します。
　このしくみを用いて、一方の入力に通信の信号を、他方にその信号とは全く関係ない疑似雑音系列信号（符号化信号）を入れます。すると、もとの信号とは全く異なるデータが生成されます。このデータを復元するためには、符号化に用いた信号が必要になります。

　そうです。符号化信号を使って処理をすれば復元できるというのが、ＸＯＲ回路の性質です。また、万が一、符号化信号が第三者に漏れたとしても、処理のタイミングを完全に一致させなければ復元はできません。

　もし符号化のパターンを知っていても、図のように、復号処理のときに信号がひとつでもずれてしまうと結果がまったく違うものになり、復元ができないのです。符号化のパターンとタイミングの両方を知っていなければ、復元はできません。

　はい。ただし完全に光のみではなく、部分的に電子デバイスを使っています。
　Ｐ１、Ｐ２が入力部分です。片方から情報の信号を、もう片方から符号化のためのランダム信号をバランス受光器に入力します。

　そして符号化されて出力された電気信号を、アンプで増幅させて、強度変調器に送ります。入力した信号、つまりＰ１とＰ２が同値のときは「０」、異なる値のときは「１」を出力するよう、変調器の動作条件を設定します。

光XOR回路中の強度変調器の動作条件	光XOR回路の動作確認実験結果

　Ｐ１とＰ２は入力光信号で、強度変調器からの出力Ｐも光信号ですが、受光器と変調器の接続には、アンプ（増幅器）と電気配線を使った電子回路を用いています。

バランス受光器と強度変調器を用いた光XOR回路

　本当は、光デバイスだけでＸＯＲ回路を構築することが理想です。非線形光学効果という現象を利用した方法がすでに研究されており、論文も出ていますが、実用化には至っていません。