光通信：超広帯域光ファイバー・無線通信を実現する集積フォトニクス
Nature 651, 8105 doi: 10.1038/s41586-026-10172-9
通信システムは超広帯域化と低レイテンシー化が進んでおり、有線リンクと無線リンク、そしてそれらのノンブロッキング相互接続を支えている。しかし、光ファイバー通信と無線通信には、信号アーキテクチャーとハードウエア制約における根本的な違いに由来する帯域幅ミスマッチがかねてから存在し、これが両領域間での高速で互換性のある伝送の妨げとなっている。この課題によってさらに、統一的なシステム設計が煩雑化し、広帯域アクセスのシナリオにおける高スループット密度で輻輳のない光ファイバー・無線リンクの実現が阻まれている。今回我々は、共有帯域幅インフラ上で光ファイバー・無線通信を容易にする、超広帯域（UWB）集積フォトニクスのスキームを提示する。このシステムは、250 GHzを超える3 dB動作帯域幅とクロスアーキテクチャー適応性を特徴とする電気–光学（EO）変換および光学–電気（OE）変換に基づいて構築されており、有線リンクと無線リンクの両方で前例のないデータ伝送能力を実証した。同一のデバイスセットの使用と、提案された複素双方向ゲート付き再帰ユニット（complex-biGRU）アルゴリズムによる駆動によって、短距離光ファイバーで512 Gbpsという超高速の単一レーンデータレートと、我々の知る限りでは初の400 Gbps高速無線伝送が実現された。また、全光支援超広帯域無線スキームによって、高密度アクセスが可能になった。138〜223 GHzのスペクトル範囲をシームレスに使って、リアルタイムの多チャネル8K映像伝送を86チャネルにわたって実証することに成功した。統一的な通信開発におけるこれらの知見は、高速、高密度化、低レイテンシーの通信ネットワーク開発の可能性を示している。
