NICT,衛星との量子通信に成功

情報通信研究機構(NICT)は,超小型衛星(SOCRATES)を使い,東京都小金井市にあるNICT光地上局との間で,光子一個一個のレベルで情報をやり取りする量子通信の実証実験に成功した(ニュースリリース)。

多数の衛星を連携させ,地球全域をカバーする通信網や高解像度の観測網を形成する「衛星コンステレーション」構築への取組が活発化している。そこでは,短時間で大量の情報を安全に地上まで送信する技術が必要になりますが,従来の電波やマイクロ波は使用できる周波数帯が既に逼迫しており,通信の大容量化には限界がある。

これに対して,レーザを用いる衛星光通信は,広大な周波数帯を持ち,電力効率の高い伝送が可能なため,衛星通信網を支える重要な技術として期待されている。

また,更なる長距離・高秘匿化を実現できる衛星量子通信の研究開発も,各国で活発に行なわれている。2016年8月には,中国の研究チームが600kgの大型の量子科学技術衛星を打ち上げ,2017年6月に1,200km離れた2つの地上局に向けて衛星から量子もつれ配信を行なう実験に成功した。

NICTでは,超小型衛星(SOCRATES)に搭載された衛星搭載用小型光通信機器(SOTA)から,2つの偏光状態に0,1のビット情報をランダムに符号化した信号を毎秒1千万ビットの速度(10メガビット/秒)で地上局へ送信した。東京都小金井市にあるNICT光地上局では,口径1mの望遠鏡でSOTAからの信号を受光し,量子受信機まで導波してビット情報を復号した。

地上局に届いた信号には,パルス当たり平均0.1光子という微弱なエネルギーしか含まれていない。NICTは,この微弱信号を低雑音で検出できる量子受信機と,微弱な光子検出信号から直接,衛星・地上局間での時刻同期及び偏光軸整合を確立する技術を世界で初めて開発し,重量50kgの超小型衛星による量子通信を世界で初めて実証した。これは,従来の衛星光通信より更に高効率な通信や,情報漏えいを完全に防ぐ量子暗号の基盤技術となるもの。

今回開発した衛星量子通信技術は,これまで多額の予算と大型衛星が必要だった衛星量子通信を,より低コストの軽量・小型衛星で実現することを可能にするため,多くの研究機関や企業でも開発が可能になると期待されるという。さらに,限られた電力で超長距離の通信が可能となることから,探査衛星との深宇宙光通信の高速化にも道を切り拓くものだという。

今後,更なる光子伝送の高速化と捕捉追尾技術の高精度化により,衛星・地上間での量子暗号の実現と最終的には衛星コンステレーション上での安全な鍵配送や大容量通信の実現を目指すとしている。

キーワード:

関連記事

  • 早大、超高速180 Gbit/s・低消費電力の光送信器を開発 

    早稲田大学・教授の北智洋氏らの研究グループは、波長可変レーザーと高速光変調器を一体化した光送信器を開発した(ニュースリリース)。67 nmの広い波長範囲に対応し、レーザーの冷却制御を使わず、低電圧駆動で最大180 Gbi…

    2026.10.15
  • 富士通、米ニューメキシコ州と量子コンピューティング研究センター拠点を設立へ 

    富士通は、量子コンピューティング研究センターの設立に向けて米ニューメキシコ州と協業を開始したと発表した(ニュースリリース)。量子コンピューティング分野のハードウェア、ソフトウェア、アルゴリズム、理論にわたる先端研究を進め…

    2026.10.09
  • 京大、60GHz帯で超広帯域移動通信とセンシング融合技術の同時実証に成功

    京都大学・教授の原田博司氏らの研究グループは、60GHz帯のミリ波を用いたソフトウェア無線技術を開発し、走行中の車両から最大10.3Gbit/sの高速無線伝送に成功した(ニュースリリース)。さらに、車両の位置の推定を超高…

    2026.10.09
  • 芝浦工大、検知・通信・給電・描画を1本のレーザーに統合へ

    芝浦工業大学・教授の新熊亮一氏を中心とする研究チームは、慶應義塾大学・准教授の吉岡健太郎氏らと提案した研究開発課題「四位一体レーザーによる面的能動空間の創出」が、科学技術振興機構(JST)の研究プログラム「CRONOS」…

    2026.10.07
  • 中華電信と富士通、1FINITY、台湾のAPN拡大と量子技術活用で協業

    台湾の中華電信、富士通、1FINITYは、台湾におけるオールフォトニクス・ネットワーク(APN)の活用範囲のさらなる拡大と、量子技術の活用に向けた共同検討を目的に、2年間の戦略的パートナーシップに合意した(ニュースリリー…

    2026.07.24

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア