直到这年3月，克劳德 申农才给布什教授写信告诉他自己结婚的消息。克劳德申农在信中说，自己和妻子已经搬到了剑桥（美国马萨诸塞州）的一所房子，自己的生活还没安定下来。在信中，克劳德申农还提到自己最近正在研究的一个课题，如何以更有效的方式设计镜片。克劳德申农在信中向布什教授问道："这项研究一定能解决很多问题，您认为呢？"克劳德 申农还告诉布什教授贝尔实验室的桑顿费邀请自己到贝尔实验室去工作，"我不清楚自己会不会喜欢贝尔实验室的工作，贝尔实验室毕竟是一家工业组织，我担心自己的研究方向会受到限制。"
当时，ATandT公司正在扩大旗下研究机构的规模，并把实验室从纽约曼哈顿搬到新泽西州的莫端山郊区。所以，这年夏天，克劳德申农只好在纽约格林威治村的贝尔实验室分部工作。根据诺玛的回忆，这是他们两人短暂的婚姻中最快乐的时光，两人经常去爵士乐俱乐部听音乐。接着，两人来到普林斯顿的高级研究所工作，爱因斯坦、哥德尔，以及冯 诺依曼等顶尖的科学家都曾在这儿工作居住过。在普林斯顿，克劳德 申农在数学家、物理学家赫尔曼外尔的手下进行了一年博士后研究，研究的课题是拓扑学。
但是，关于拓扑学的研究没有任何成果，于是，申农就转而与科学研发组织美国分部的数学家华伦 菲佛一起合作。在此期间，申农曾为美国军方计算炮弹发射的轨迹。他的工作得到了华伦 菲佛的褒奖和认可，但是两人的合作仍然未能持续下去，原因是，申农的婚姻出现了裂缝。
在申农和妻子诺玛搬到普林斯顿后，诺玛发现申农的性格发生了变化，变得越来越不愿意与人接触。根据学院的规定，研究人员可以自己选择工作时间和工作地点，于是，申农就选择在家中工作。诺玛回忆道："他的情况越来越坏，到最后，他谁也不想见。"诺玛曾试图劝说申农去看心理医生，但遭到了拒绝。终于，两人大吵了一场，诺玛跑到普林斯顿的火车站坐车回到了曼哈顿，从此之后，她再也没到过普林斯顿，再也没有回到申农身边。
离婚这件事对克劳德 申农打击很大。在给布什教授的信中，菲佛曾写道："有一段时间，申农看起来似乎不论在神经上还是在情感上都要彻底崩溃了。"
在申农个人危机期间，桑顿 费再次向他提出邀请，希望他到贝尔实验室工作。这次，申农接受了邀请。在贝尔实验室，申农再一次把自己无限的才华投入到一门从未接触过的研究课题上面。
X计划
这个课题被称为X计划，直到1976年才对公众解密。这项研究是由贝尔实验室和英国政府在伦敦北部布莱切雷的密码符号学校共同开展的。X计划在科研人员的投入方面可以和美国研制原子武器的曼哈顿计划相提并论，不仅美国方面有克劳德 申农参与，英国方面也派出了阿兰图灵这样的重量级科学家。X计划的目的是建造一个名为SIGSALY的系统。这个系统的名字SIGSALY没有任何意义，仅仅是随意确定的一个字符串，目的是为了迷惑德国敌人。
SIGSALY系统是世界上第一个经过数字加密的无线电话系统，系统的每个终端计算机的体积都有一间房子大小，重量高达55吨，操作人员要钻进隔离室才能进行操作，另外，安装终端计算机的房间还必须配备空调系统，以防止计算机的真空管发热融化造成事故。当时盟国方面希望能够通过SIGSALY系统来杜绝德军对盟国领导人之间的高层联络进行窃听。盟国当时在美国五角大楼为罗斯福总统以及在伦敦塞尔福里奇百货公司的地下室为丘吉尔首相分别安装了一台SIGSALY终端计算机。除此以外，享受这种待遇的还有在北非作战的蒙哥马利元帅和关岛的麦克阿瑟将军。
由于使用了所谓的"一次性密码本"，SIGSALY的加密系统无法破译。原因在于，在"一次性密码本"中，用于对信息进行加密和解码的"密钥"是随机选择的。通常，密钥是由写在纸张上的随意选择的字母和数字组成的，这样就可以保证信息经过加密后完全失去本来面目，不论通过什么样的密码破译方法也无法阅读。但"一次性密码本"这种方法也存在缺陷，因为必须要派专人把密钥分别递送到系统使用者的手中，在战争期间，密钥递送的任务通常困难重重第10节：第一章(6)
而SIGSALY系统的优势在于，它所加密的信息是声音，而非书面文本，与此对应使用的密钥是一张录制有"白色噪音"的密纹唱片。美国罗斯福总统的声音如果和这张唱片上的声音混合在一起，将产生一种咝咝声，将真实的信息屏蔽起来，只有获得录制有同样白色噪音的唱片才能对经过加密的声音进行解密。在复制完所需数量的密钥唱片后，母带将销毁，然后再把副本派专人分别送到SIGSALY的各终端计算机那里用于解码。所以，必须保证密钥唱片在播放时必须完全与经过加密的录音严格同步，否则听到的就只有噪音。
在英国数学家阿兰图灵成功破译了德军的"英格玛密码"之后，盟军就开始对德军的各级作战指令进行监听。使用SIGSALY系统进行加密就是为了保证德军无法以牙还牙。克劳德申农的任务之一就是证明SIGSALY系统在没有密钥的情况下确实无法破译。只有在SIGSALY系统通过数学方法进行严密测试之后，盟军的高层领导才能放心地藉此进行远程信息传输。通过SIGSALY系统，申农得以把自己的几个新想法付诸实现，其中就包括脉冲编码调制技术。在二战结束之后，ATandT 公司将申农开发的多项技术申请了专利并进行商业利用。
后来，申农提到，他是在思考如何利用随机噪音屏蔽信息的过程中想到信息论的一些重要概念的。他曾指出："加密系统和充满了噪音干扰的信息转送系统几乎没有区别"，这两者"非常相似，甚至无法分别"。
1943年，阿兰 图灵访问了贝尔实验室的纽约分部。在此期间，图灵和申农每天都要在实验室的咖啡厅长谈。申农告诉图灵他正在研究一种测量信息的方法，使用的单位叫比特，申农说，比特这个名字是贝尔实验室的另一位数学家约翰 塔基想出来的。
塔基所提出的比特这个单位名称是英语"二进制数位"的缩写。申农给比特赋予了新的内涵，根据申农的定义，如果可能出现两个结果时，区分这两个结果所需的信息量就被称为比特。
图灵对申农说自己也想到了一个信息单位的名称，叫"班（ban）"，也就是将某个假设命题的正确性提高十倍所需证据的信息量。在对德军英格玛密码破译过程中，英国的解码人员曾经半开玩笑地使用过这个信息单位。"班"这个信息单位得名于英国的班伯里镇，英国解码人员使用的密码表就是在班伯里镇印制的。
但是，最终给这个世界带来翻天覆地变化的是"比特"，而不是"班"，那一年是1948年。当时，二战已经结束，申农仍然在贝尔实验室工作，有一天他发现同事的桌子上放着个奇怪的物件，就过去询问。
威廉 肖克利告诉他："这个叫固态放大器"。固态放大器是世界上第一种晶体管。威廉肖克利告诉申农，固态放大器的体积虽然小，但功能与真空管完全相同。经过进一步询问，申农得知固态放大器是通过将不同物质按照固定的方式进行排列接触来工作的。只要保证所使用的几种物质彼此能够以正确的方式相互接触，固态放大器的体积就可以无限缩小。
而申农的信息论在现实生活中的实际应用就是凭借着晶体管的力量最终付诸实施的。申农是在1947年末到1948年初了解到晶体管的。贝尔实验室是在1948年6月30日宣布晶体管的发明的，当时申农关于信息论的经典学术论文刚刚面世。
1948年，申农在贝尔实验室技术杂志上发表了一篇论文。当时，这篇名为"通讯传播的数学理论"的论文惊动了很多人。1948年申农正值32岁，关于这篇论文的相关工作大部分都是在1939年至1943年期间完成的，由于申农习惯一个人进行研究工作，所以很少有人知道他这篇论文的写作过程。
就这样，在取得了如此重要的科研成果之后，申农却一直将其束之高阁。后来当申农在贝尔实验室的同事们慢慢发现了这项成果之后，大家对克劳德申农的做法都非常吃惊。于是，申农的朋友们开始督促他将这项理论公之于众。在后来回忆起这段往事时，申农总会抱怨这篇论文写得非常辛苦，他认为自己进行这项研究的目的完全是出于好奇，并非出于对高科技和个人事业的追求渴望。
