IonQ（NYSE: IONQ）は、空軍研究所（AFRL）の研究支援のもと、試作システムにおいて可視光から通信波長への光子の周波数変換に成功しました。この進歩は、既存の光ファイバーインフラを使用して量子コンピュータを長距離で相互接続する道筋における一歩です。
取り組まれた主要な技術的課題は、IonQのバリウムイオン型量子システムで使用される可視光を、長距離光ファイバーケーブルでの効率的な伝送に必要な通信波長に変換する必要性でした。この試作実証は、IonQが最近ニューヨーク州ローマのAFRL施設に光学インターフェースを統合した trapped-ion 量子コンピュータを納入したことに続くものです。この取り組みは、量子インターネットと分散型量子コンピューティングに向けたIonQの長期的なビジョンの一部です。
可視光を通信波長に変換する能力は、量子ネットワークを実現するための不可欠な機能です。IonQのCEOニッコロ・デ・マシは、同社が近く商用ファイバーインフラを使用して2台の量子コンピュータを接続する計画であると述べました。この取り組みは、AFRL-ローマとIonQの提携を通じて、ニューヨーク州北部の地域イノベーションエコシステムを強化し、国防能力を高めることを目的としています。
背景
「量子周波数変換」は、光子（光の粒子）の波長を変える技術です。IonQの量子コンピュータはバリウムイオンを用いており、その動作には可視光が使われます。しかし、可視光は既存の光ファイバーケーブルでは距離が伸びにくく、信号が減衰してしまいます。一方、通信波長は光ファイバーでの伝送に適しており、長距離通信に利用されています。この技術により、量子コンピュータが発する可視光の光子を、通信に適した波長に変換することで、既存の通信インフラを使って量子情報を送ることが可能になります。
「トラップドアイオン（trapped-ion）」は、イオンを電磁場で空間に固定し、レーザー光などで制御する量子ビット方式です。IonQはこの方式を採用しており、高い精度で量子演算を行えますが、その出力信号が可視光領域にあるため、遠隔地との接続には波長変換が不可欠となります。
「量子インターネット」は、量子もつれなどの量子現象を利用して、離れた場所にある量子コンピュータを相互接続するネットワークです。分散型量子コンピューティングを実現し、単一の量子コンピュータでは処理しきれない大規模な計算や、高セキュリティな通信を可能にする将来のインフラ構想です。
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2025年9月24日
