12月12日【今日は何の日?】世界が瞬時に繋がった日。マルコーニの無線実験と「光・量子」が描く通信の未来

12月12日【今日は何の日?】世界が瞬時に繋がった日。マルコーニの無線実験と「光・量子」が描く通信の未来 - innovaTopia - (イノベトピア)

1901年12月12日、カナダ・ニューファンドランド島のシグナル・ヒル。

北大西洋から吹き付ける凍てつくような暴風の中で、一人の男がヘッドフォンを耳に強く押し当てていた。グリエルモ・マルコーニ、当時27歳。

正午過ぎ、ノイズの海の中から、かすかな、しかし確かなリズムが聞こえてきた。「・・・(ト・ト・ト)」。モールス信号の「S」である。

それは3,000キロメートル以上離れたイギリスのポルドゥーから送信されたものだった。

当時の物理学の定説では、「電波は光と同様に直進する性質を持つため、地球の曲率(丸み)に遮られて長距離通信は不可能である」とされていた。多くの科学者がマルコーニの実験を「無謀な賭け」と嘲笑した。

しかし、彼は成功した。

マルコーニは理論よりも実験事実を優先し、結果として地球の上空にある「電離層(Ionosphere)」という自然の鏡をハックし、電波を反射させることで、水平線の向こう側と接続したのだ。

あれから120年余り。私たちは今、マルコーニが開いた扉の「その先」に立っている。

SpaceXのStarlinkによる宇宙インターネット、IOWN構想、そして量子通信。現代のテクノロジーは、1901年の「偶然の発見」を、どのように「必然のエンジニアリング」へと進化させたのだろうか。


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自然の鏡から、シリコンと光の鏡へ

マルコーニの成功は、いわば「自然界のインフラ」へのただ乗り(フリーライド)だった。電離層の反射効率は太陽活動や昼夜によって変化し、通信品質は常に「運」に左右された。

現代のデジタル経済は、この不確実性を許容しない。

そこでイーロン・マスク率いるSpaceXが構築したのは、「人工の電離層」とも呼べるStarlinkだ。高度550km付近を周回する数千基の衛星コンステレーションは、地球のどこにいても空を見上げればそこに「基地局」がある状態を作り出した。

ここで注目すべき技術的飛躍は、「光無線通信(Optical Wireless Communication / FSO)」の実装だ。

最新のStarlink衛星(v2 mini以降など)は、衛星同士が真空中でレーザー光を使って通信(Inter-satellite Links)を行っている。マルコーニが苦心した「電波の減衰」や「帯域の限界」という物理的制約を、光という高周波数帯域、そして真空という理想的な媒質を使うことで無効化したのだ。

これは、「地球規模の光ファイバー網を、ケーブルなしで宇宙空間に敷設した」ことに等しい。マルコーニが凧(カイト)で電線を吊り上げた100年前の荒技は、今や精密なレーザーグリッドへと昇華された。

「傍受」の歴史を終わらせる:量子通信への道

マルコーニの無線通信が抱えていた最大の欠点、それは「セキュリティ」だ。

電波は全方位に広がるため、周波数さえ合わせれば誰でも傍受(インターセプト)できてしまう。1901年の成功は、同時に「プライバシーの消滅」の始まりでもあった。以来、通信の歴史は暗号作成者と解読者のいたちごっこだった。

この100年来の課題に対し、物理法則による「絶対的な盾」として期待されているのが「量子通信(Quantum Communication)」だ。

特に、衛星を利用した量子鍵配送(QKD: Quantum Key Distribution)は、マルコーニの時代の常識を根底から覆す。

「量子もつれ」などの量子力学的性質を利用した通信は、第三者が盗聴しようと観測(接触)した瞬間に量子状態が変化し、通信が成立しなくなる(あるいは盗聴が即座に発覚する)。これは、数学的な計算の難しさに依存する現代の暗号とは異なり、「物理法則として盗聴が不可能」なのだ。

  • 1901年: 誰でも聞ける「放送(Broadcast)」の始まり
  • 2030年代: 誰も覗けない「絶対秘匿通信」の確立

中国の量子科学衛星「墨子号(Micius)」の実証実験や、欧米各国が進める量子インターネット構想は、マルコーニが作った「つながる世界」に、初めて完全な「信頼(Trust)」を実装しようとしている。


【Timeline】通信インフラ進化年表

〜電波から光、そして量子へ。人類はどう「距離」をハックしてきたか〜

年代出来事 / マイルストーンテクノロジーの進化innovaTopia’s View
1901マルコーニの大西洋横断【電波 (LF/MF)】
電離層(自然の鏡)を利用した反射通信。
Global Day 1
「物理的な距離」が情報伝達の壁ではなくなった日。ただし、通信は傍受され放題だった。
1962通信衛星「テルスター1」【マイクロ波】
宇宙空間に「人工の中継器」を設置。
Space as Infrastructure
自然頼みから、ハードウェアによる能動的な中継へ。静止軌道衛星時代の幕開け。
1988TAT-8 稼働開始【光ファイバー】
初の大西洋横断光海底ケーブル。
The Speed of Light
主戦場が「空」から「深海」へ。圧倒的な帯域を持つ光通信がインターネット爆発を支えた。
2020sStarlink & Space Lasers【光無線通信 (FSO)】
数千基の衛星が真空中でレーザーリンク。
Mesh in the Sky
海底ケーブルのスピード(光)と、無線の柔軟性(空)が融合。地球全体を覆う「物理層」が完成しつつある。
2030s6G / IOWN / 量子ネット【All-Photonics / Quantum】
NTN(非地上系)の完全統合と量子暗号の実用化。
The “Zero” Distance
遅延ゼロ、電力効率100倍、解読不可能。地球がひとつの巨大なチップセットとして機能する時代の到来。

IOWNと6G:地球を一つの「チップ」にする

現在、NTTなどが推進するIOWN(Innovative Optical and Wireless Network)構想や、次世代規格6Gが見据えるのは、地上・海上・空・宇宙のすべてをシームレスにつなぐ「超カバレッジ」だ。

ここでは、成層圏プラットフォーム(HAPS)が空飛ぶ基地局として機能し、海上では光無線通信が飛び交い、重要データは量子暗号で守られる。

マルコーニが強風の中で凧を飛ばしたとき、彼は無意識に「非地上系ネットワーク(NTN)」の原形を作っていた。

現代のエンジニアたちは、その凧をHAPSや衛星に置き換え、不安定な電波をコヒーレント光や量子ビットに置き換え、地球全体を一つの巨大なコンピューティング・リソースとして機能させようとしている。

ノイズの向こうに何を聞くか

1901年12月12日、人類は物理的な距離を克服した。

そして今、私たちは光と量子によって、帯域とセキュリティという最後の壁を突破しようとしている。

しかし、技術がいかに進化しても、その本質は変わらない。それは「届かない場所に声を届けたい」「未知の領域と繋がりたい」という、人類の根源的な欲求だ。

マルコーニが聞いた「S」というノイズ交じりの信号。それは今の私たちには、火星からのデータ転送や、AI同士の超高速通信の産声のように聞こえるかもしれない。

常識という水平線の向こう側には、まだ私たちが知らない通信の形が眠っている。それを「不可能」と笑うか、それとも「まだ見ぬ鏡」を探しに行くか。

イノベーターとしての資質は、120年前のあの日から試され続けているのだ。

【Information】

The Marconi Society (外部)
グリエルモ・マルコーニの功績を記念して設立された非営利団体。「デジタル・インクルージョン(すべての人が通信の恩恵を受けられる社会)」を掲げ、通信技術の発展に貢献した人物に贈られる「マルコーニ賞」の授与や、次世代のイノベーター支援を行っています。

Starlink(外部)
SpaceX社が運営する衛星インターネットサービス。数千基の低軌道衛星と衛星間光通信(Space Lasers)を駆使し、マルコーニが夢見た「地球上のあらゆる場所での接続」を現代の技術で実現しています。技術仕様やカバレッジマップが確認できます。

IOWN Global Forum(外部)
NTT、インテル、ソニーなどが設立した国際フォーラム。エレクトロニクス(電子)からフォトニクス(光)への転換を目指す「IOWN(Innovative Optical and Wireless Network)」構想の実現に向け、オールフォトニクス・ネットワークやデジタルツインコンピューティングの技術仕様策定を推進しています。

NICT(国立研究開発法人 情報通信研究機構)(外部)
日本の情報通信分野を専門とする公的研究機関。量子通信、6G、宇宙通信インフラの研究開発において世界をリードしており、特に量子鍵配送(QKD)や光衛星通信の実証実験に関する詳細なレポートを公開しています。

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TaTsu
『デジタルの窓口』代表。名前の通り、テクノロジーに関するあらゆる相談の”最初の窓口”になることが私の役割です。未来技術がもたらす「期待」と、情報セキュリティという「不安」の両方に寄り添い、誰もが安心して新しい一歩を踏み出せるような道しるべを発信します。 ブロックチェーンやスペーステクノロジーといったワクワクする未来の話から、サイバー攻撃から身を守る実践的な知識まで、幅広くカバー。ハイブリッド異業種交流会『クロストーク』のファウンダーとしての顔も持つ。未来を語り合う場を創っていきたいです。

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