東芝と東北大、量子暗号通信による全ゲノム配列データの伝送に成功

東芝と東北大学東北メディカル・メガバンク機構(以下、ToMMo)は、数百ギガバイトを超えるデータ量の全ゲノム配列データを、量子暗号通信を用いて伝送することに成功したことを発表した。

量子暗号通信技術による鍵配信速度は現時点で最大でも10Mbps程であり大規模なデータ伝送の活用には課題があったが、両社は、東芝および東芝欧州研究所傘下のケンブリッジ研究所が開発した高速量子暗号通信技術を用いて、大規模データの効率的な伝送を実現。

大規模かつ秘匿性の高いゲノム解析データを伝送する際、大規模データを一度に伝送するのではなく、次世代シークエンサーのゲノム解析データ出力を量子暗号によって逐次暗号化して伝送する技術を開発した。

これは、次世代シークエンサーが出力するゲノム解析データと、量子暗号装置が出力する暗号鍵を、暗号技術ワンタイムパッドによって逐次暗号化してリアルタイムに伝送を行う技術。次世代シークエンサーの動作に合わせて、逐次データ伝送を行うことで、大規模な全ゲノム解析データの伝送処理における遅延を短縮することができるという。

両社は、同技術を活用し、東芝ライフサイエンス解析センター(仙台市青葉区南吉成)に設置した次世代シークエンサーを用いて、ToMMo(仙台市青葉区星陵町)までの約7km間に敷設された光ファイバー専用回線を介したデータの伝送実証を実施。

ToMMoが保有するDNA検体を対象とした、全ゲノム配列解析から出力される全ゲノム配列データを、量子暗号通信によって逐次暗号化・逐次伝送させ、解析処理完了から遅延なく、リアルタイム伝送することができたという。

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