5Gの商用化に伴い、最近は5Gに関する議論が盛んに行われています。5Gに詳しい方なら、5Gネットワークが主にサブ6GHz帯とミリ波（ミリ波）の2つの周波数帯域で動作することをご存知でしょう。実際、現在のLTEネットワークはすべてサブ6GHz帯をベースにしており、ミリ波技術こそが、構想されている5G時代の潜在能力を最大限に引き出す鍵となるのです。しかし残念ながら、モバイル通信は数十年にわたる進歩を遂げてきたにもかかわらず、様々な理由から、ミリ波はまだ人々の生活に浸透していません。
しかし、4月に開催されたブルックリン5Gサミットでは、テラヘルツ波（Terahertz Waves）がミリ波の欠点を補い、6G/7Gの実現を加速させる可能性を示唆する専門家もいました。テラヘルツ波には無限の可能性があるのです。
4月には、第6回ブルックリン5Gサミットが予定通り開催され、5Gの導入状況、これまでの教訓、そして5G開発の展望といったテーマが取り上げられました。また、ドレスデン工科大学のゲルハルト・フェットヴァイス教授とNYUワイヤレスの創設者テッド・ラパポート氏が、テラヘルツ波の可能性について講演しました。
両専門家は、研究者らが既にテラヘルツ波の研究を開始しており、その周波数は次世代無線技術の重要な要素となるだろうと述べました。サミットでの講演で、フェトヴァイス氏は過去のモバイル通信技術を振り返り、5Gの限界を克服するテラヘルツ波の可能性について議論しました。フェトヴァイス氏は、モノのインターネット（IoT）や拡張現実／仮想現実（AR/VR）といった技術の応用において重要な意味を持つ5G時代に入りつつあると指摘しました。6Gは過去の世代と多くの類似点を共有していますが、同時に多くの欠陥も克服していくでしょう。
では、専門家から高い評価を得ているテラヘルツ波とは一体何なのでしょうか？テラヘルツ波は2004年に米国で提唱され、「世界を変える10大技術」の一つに挙げられています。波長は3マイクロメートル（μm）から1000μm、周波数は300GHzから3テラヘルツ（THz）の範囲で、5Gで用いられる最高周波数であるミリ波の300GHzよりも高い周波数です。
上の図から、テラヘルツ波は電波と光波の中間に位置し、他の電磁波とはある程度異なる特性を持っていることがわかります。つまり、テラヘルツ波は、高い伝送速度、大容量、強い指向性、高いセキュリティ、そして強い透過性といった、マイクロ波通信と光通信の利点を兼ね備えているのです。
通信分野において、理論上、周波数が高いほど通信容量は大きくなります。テラヘルツ波の周波数は現在使用されているマイクロ波よりも1～4桁高く、マイクロ波では実現できない無線伝送速度を実現できます。そのため、情報伝送が帯域幅によって制限される問題を解決し、ユーザーの帯域幅需要を満たすことができます。
テラヘルツ波は、今後10年以内に通信技術に利用されると期待されています。多くの専門家はテラヘルツ波が通信業界に革命をもたらすと考えていますが、具体的にどのような欠陥を解決できるのかはまだ明確ではありません。これは、世界中のモバイル通信事業者が5Gネットワークを立ち上げたばかりであり、欠陥を特定するには時間がかかるためです。
しかし、テラヘルツ波の物理的特性は既にその利点を明らかにしています。例えば、テラヘルツ波はミリ波よりも波長が短く、周波数が高いため、より高速かつ大容量のデータ伝送が可能です。そのため、モバイルネットワークにテラヘルツ波を導入することで、5Gのデータスループットと遅延の不足を解消できる可能性があります。
フェットワイス氏は講演中に試験結果も発表し、テラヘルツ波の伝送速度は20メートル以内で1テラバイト/秒（TB/s）に達することを示しました。この性能は特に優れているわけではありませんが、テッド・ラパポート氏はテラヘルツ波が将来の6G、さらには7Gの基盤となると確信しています。
ミリ波研究のパイオニアであるラパポート氏は、5Gネットワークにおけるミリ波の役割を実証しました。彼は、テラヘルツ波の周波数と現在の携帯電話技術の進歩により、近い将来、人間の脳に匹敵する計算能力を備えたスマートフォンが登場するだろうと認めました。
もちろん、これらはある程度、極めて憶測の域を出ません。しかし、現在の開発動向がこのまま続けば、今後10年以内に、携帯電話事業者がテラヘルツ波を通信技術に応用するようになると予想されます。
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投稿日時: 2024年11月25日