量子インターネット構築競争。

欧州は、量子物理学に基づいた、より安全な新たなネットワークインフラの構築を推進しており、これによりハッカーによる情報窃盗を防ぐことができると期待されている。

欧州、中国、米国は量子コンピューティングと量子インターネットの開発に投資している。写真：metamorworks — 欧州、中国、米国は量子コンピューティングと量子インターネットの開発に投資している。写真： *metamorworks*

2023年5月、オーストリアのインスブルック大学のベンジャミン・ラニヨン博士は、新しいタイプのインターネットの構築において画期的な成果を上げました。彼は量子物理学の原理を用いて、50キロメートルの光ファイバーケーブルを通して情報を伝送することに成功したのです。量子物理学における情報は、今日のワールドワイドウェブの中核を成す、コンピュータが保存・処理するバイナリデータ単位とは異なります。量子物理学の世界は、分子、原子、さらには電子や光子といったより小さな粒子の特性と相互作用に焦点を当てています。量子ビット（キュービット）は、より高精度な情報伝送を可能にし、ネットワーク上での情報盗難防止に役立つ可能性を秘めています。

ラニヨン氏は、自身の研究によって都市内での量子インターネットが実現可能になり、その後都市間の接続範囲を拡大していくことを目指していると述べている。彼の画期的な研究成果は、量子インターネットの実現に向けて前進することを目的とした欧州連合（EU）の研究プロジェクトの一環である。量子インターネットアライアンス（QIA）と呼ばれるこのプロジェクトには、ヨーロッパ中の多数の研究機関や企業が参加している。Phys.orgによると、QIAは2026年3月末までの3年半にわたり、EUから2550万ドルの資金提供を受けている。

「量子インターネットは従来のインターネットに取って代わるものではなく、むしろそれと融合するでしょう」と、オランダのデルフト工科大学の量子情報学教授であり、QIAのコーディネーターでもあるステファニー・ウェーナー氏は述べた。

量子物理学における重要な概念の一つに、量子もつれがあります。2つの粒子がもつれ合っている場合、空間的にどれほど離れていても、それらは類似した性質を持ちます。例えば、両方とも同じ「スピン」を持ちます。スピンとは、素粒子の固有角運動量の方向を示すものです。粒子のスピン状態は、観測されるまでは明確ではありません。それまでは、重ね合わせと呼ばれる様々な状態にあります。しかし、いったん観測されると、両方の粒子の状態が明確に定義されます。

これは安全な通信において非常に有用です。量子データの伝送を密かに傍受する者は、観測される粒子の状態を変化させることで、明確な痕跡を残します。「攻撃者が量子コンピュータを持っていたとしても、量子もつれの特性を利用して安全な通信手段を実現できます」とウェーナー氏は説明します。

量子インターネットによって実現される安全な通信機能は、従来のインターネットネットワークよりもはるかに幅広い用途を開拓する可能性を秘めている。例えば、医療分野では、量子もつれによって時計の同期や遠隔手術の精度向上が可能になる。天文学においては、遠方の観測を行う望遠鏡が「量子インターネットを利用してセンサー間のもつれを作り出し、より高品質な天体画像を得ることができる」とウェーナー氏は述べている。

現在の課題は、量子インターネットを拡張し、長距離にわたって複数の粒子を利用することである。ラニヨンらは、個々の粒子間だけでなく、粒子ビーム（この場合は光子）間での通信も実証し、量子ノード間のエンタングルメント率を向上させた。最終的な目標は、量子ノードをより広い範囲（おそらく500km）に拡張し、従来のインターネットネットワークと同様に、遠く離れた都市同士を接続できる量子インターネットを構築することである。

ヨーロッパ以外にも、中国と米国は近年、量子コンピューティングと量子インターネットの分野で目覚ましい進歩を遂げている。ヨーロッパはさらに一歩進んで、量子インターネットの中核となる安全な通信のための、宇宙と地上を統合したインフラを開発している。