LambdaからSQSにキューを登録する際のネットワーク経路について

AWSのサービス同士の通信であればAWS内のネットワークでやり取りしているのではないかと予想しています。(以下のドキュメントの説明だとVPC→AWSサービスの時のみの可能性もありますのでご留意ください)
https://aws.amazon.com/jp/vpc/faqs/

いいえ。パブリック IP アドレスを使用する場合、AWS でホストされているインスタンスとサービス間のすべての通信は AWS のプライベートネットワークを使用します。AWS ネットワークから発信され、AWS ネットワーク上の送信先を持つパケットは、AWS 中国リージョンとの間のトラフィックを除いて、AWS グ ローバルネットワークにとどまります。

さらに、データセンターとリージョンを相互接続する AWS グ ローバルネットワークを流れるすべてのデータは、安全性が保証された施設を離れる前に、物理レイヤーで自動的に暗号化されます。すべての VPC クロスリージョンピアリングトラフィックや、カスタマーまたはサービス間のトランスポート層セキュリティ (TLS) 接続などといった追加の暗号化レイヤーもあります。

以下のブログなどは参考になるんじゃなかなと思いました。
ただし、これらの情報はAWS公式の見解ではないのであくまでも参考程度に留めてください。
https://tech.nri-net.com/entry/2021/05/10/085654
https://blog.jbs.co.jp/entry/2022/12/12/084349