量子インターネットが研究室段階から実用化へ前進(Quantum internet leaves the lab)

2026-07-22 ノースウェスタン大学

米国ノースウェスタン大学を中心とする研究チームは、量子インターネット技術を実験室内から実際の都市通信網へ展開し、既存の光ファイバー通信インフラ上で量子情報を安定して伝送できることを実証した。研究では、通常のインターネット通信で用いられるデータ信号と量子情報を同一の光ファイバー内で干渉を抑えながら同時に伝送する技術を開発し、実環境に近い条件下で量子状態を維持できることを確認した。これにより、新たな専用回線を敷設することなく、現在の通信ネットワークを活用した量子通信網の構築が可能となることが示された。量子インターネットは、量子暗号通信や分散型量子コンピュータ、高精度時刻同期などの基盤技術として期待されている。本成果は、量子通信を研究室から社会実装へ移行させる重要な一歩であり、将来の安全性と信頼性に優れた次世代情報通信インフラの実現を大きく前進させるものと評価される。

<関連情報>

量子もつれ分布と高速広帯域古典光通信が、遠隔の同期ノードを接続する 実世界の光ファイバー上で共存する Quantum entanglement distribution coexisting with high-rate, broadband classical optical communications over a real-world fiber connecting remote, synchronized nodes

Gina M. Talcott, Ahnnika I. Hess, Laura d’Avossa, Scott J. Kohlert, Fei I. Yeh, Jim Hao Chen, Joe J. Mambretti, Tim M. Rambo, Gregory S. Kanter, Jordan M. Thomas, and Prem Kumar
Optica Quantum  Published: July 20, 2026
DOI:https://doi.org/10.1364/OPTICAQ.592786

量子インターネットが研究室段階から実用化へ前進(Quantum internet leaves the lab)

Abstract

Compatibility with existing classical network infrastructure offers a scalable path towards deploying large-scale quantum networks. Here, we demonstrate O-band polarization-encoded quantum entanglement distribution over an installed 24.4-km fiber while coexisting with a state-of-the-art fully loaded C-band classical communications line system and a picosecond-level precision L-band synchronization signal. The classical system carries two 800-Gbps channels while the remainder of the C-band is filled with amplified spontaneous emission, as is standard for such state-of-the-art communications systems. We examine the spontaneous Raman scattering spectrum generated from this broadband C-band light and offer insights into wavelength allocation for O-band quantum channels. Optimal wavelength selection and narrow filtering enable well-preserved Bell state fidelity when coexisting with 21.4-dBm aggregate launch power across the C-band suitable for 36-Tbps transmission. To the best of our knowledge, this is the first implementation of entanglement-based quantum communications between two remote nodes coexisting with independent classical communications traffic. We demonstrate coexistence of quantum entanglement with ultra-high power levels and record classical bandwidth, offering promise for real-world entanglement-based networking integrated within high-capacity communications infrastructure.

0404情報通信
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