5Gの先の6Gは、電波と光のあいだの“未開の地”を使う

スマホの通信は4G、5Gと進化してきました。その次の6Gで使われようとしているのが、これまでほとんど使えなかった「テラヘルツ波」です。通信の進化は「4Gから5G、そして6Gへ」で整理しています。本稿では、その先端にあるテラヘルツ波の正体に踏み込みます。

テラヘルツ波とは何か

テラヘルツ波とは、電波と光（赤外線）のちょうど中間にある、周波数がおよそ0.1〜10テラヘルツの電磁波です。1テラヘルツとは、1秒間に1兆回振動する周波数を指します。

電波・テラヘルツ波・光は、どれも同じ「電磁波」の仲間で、周波数（振動の速さ）が違うだけです。低い方から電波、その上にテラヘルツ波、さらに上に赤外線や可視光が並びます。テラヘルツ帯は、電波として扱うには高すぎ、光として扱うには低すぎるため、長らく利用が難しく「未開の帯域（テラヘルツ・ギャップ）」と呼ばれてきました。

なぜ6Gはテラヘルツ波を使うのか

6Gがテラヘルツ波を使う理由は、周波数が高いほど一度に運べる情報量（帯域）が大きくなるからです。

通信は、周波数が高いほど太い「データの通り道」を確保できます。テラヘルツ波は5Gで使う電波よりはるかに高い周波数を持つため、桁違いに大容量・高速な通信が可能になります。5Gの数十倍とも言われる速度が視野に入り、瞬時の大容量データ転送や、超高精細な映像のリアルタイム通信が実現します。

これまでの通信の進化は、4Gから5Gへと、より高い周波数へ踏み込むことで速度を上げてきました。6Gはその延長線上で、ついに「電波の上限」に近いテラヘルツ帯まで使おうとしています。AIが生み出す膨大なデータを遅延なく運ぶには、いまの5Gでは足りません。たとえば自動運転や遠隔手術、現実と見分けがつかない仮想空間といった用途が、テラヘルツ級の通信を必要とします。だからこそ、扱いの難しいこの帯域に各国が挑んでいるのです。

日本では総務省が「Beyond 5G（6G）推進戦略」を掲げ、テラヘルツ帯の活用を見据えて2030年ごろの実用化を目指しています（総務省）。

テラヘルツ波の弱点は何か

テラヘルツ波の最大の弱点は、まっすぐにしか飛ばず、遠くまで届かないことです。

電波は周波数が高いほど直進性が強くなり、回り込みにくくなります。テラヘルツ波は壁や障害物に遮られやすく、空気中の水分や雨でも大きく減衰します。このため、1つの基地局で広いエリアをカバーするのが難しく、多数の小型基地局を細かく配置する必要があります。

これは、光ファイバや無線のバックホール（基地局どうしをつなぐ回線）への負荷も高めます。基地局が増えるほど、それを支える通信インフラやデータセンターの需要も膨らみます。通信網全体の仕組みは「インターネットは、どうやって世界をつないでいるのか」で確認できます。光で大量のデータを運ぶ仕組みは「髪より細いガラスが世界中のデータを運んでいる」で扱っています。

テラヘルツ波は通信以外にどう使えるのか

テラヘルツ波は、通信を超えたセンシング（検知・分析）にも使えます。これがこの帯域のもう一つの価値です。

テラヘルツ波は、紙・プラスチック・衣服などを透過する一方、金属や水には遮られます。さらに、物質ごとに固有の吸収パターン（指紋スペクトル）を持つため、「何でできているか」を非破壊で見分けられます。この性質を使えば、空港の手荷物検査で隠された危険物を見つけたり、製品の内部欠陥を調べたり、医療画像や食品の異物検出に応用したりできます（調査各社/研究機関）。

通信とセンシングの両方で価値を持つことが、各国がテラヘルツ波の研究に力を入れる理由です。たとえば日本では、半導体テスタのアドバンテストや、光デバイスの浜松ホトニクス、NTTなどがテラヘルツ技術の開発を進めています。

この記事のまとめ

• テラヘルツ波は**電波と光の中間（約0.1〜10THz）**にある、これまで使われてこなかった帯域。
• 周波数が高いほど運べる情報量が大きく、6Gで5Gの数十倍とも言われる超高速通信を狙う。
• 弱点は直進性が強く遠くに届かないこと。壁・雨・水分に弱く、多数の小型基地局が必要。
• 物質を透過し指紋スペクトルで識別できるため、検査・医療などのセンシングにも応用できる。
• 総務省のBeyond 5G戦略のもと、2030年ごろの実用化を目指して研究が進む。