100億年に1秒しか狂わない国産「光格子時計」、日本標準時の決定に活用へ…時刻の誤差を修正

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島津製作所が開発した光格子時計の商用機「イーサクロック」

光格子時計を活用した日本標準時決定のイメージ

１００億年に１秒しか狂わない次世代時計「光格子時計」の国産商用機が、日本標準時の決定に活用されることが分かった。日本標準時を決めている国立研究開発法人・情報通信研究機構が年内にも、島津製作所（京都市）が開発した商用機を国内で初めて導入し、時刻の誤差修正に使う。光格子時計は日本発の独自技術で、高精度な日本標準時を常に提供可能にする。

光格子時計は、レーザー光で閉じこめた大量の原子を振動させることで時を刻む。１秒ずれるのに１００億年かかる世界で最も正確な時計とされ、原理を考えた東京大の香取秀俊教授はノーベル賞候補に挙がる。

正確な時刻の維持は、インターネットを使った情報通信や金融取引などに不可欠だ。日本標準時は、国際機関が１秒を定義する際に使う「セシウム原子時計」などで決められている。ただ、この時計では、およそ１か月で２０ナノ秒（ナノは１０億分の１）の誤差が出る。

そこで同機構は、セシウム原子時計よりも精度が１００倍以上高い光格子時計で時刻を校正し、誤差を４分の１以下に抑える。活用するのは、香取教授が島津製作所などと共同開発した世界初の商用機「イーサクロック」（高さと幅各約１メートル、重さ約２００キロ・グラム）だ。

同機構は、独自開発した光格子時計による校正を２０２１年から始めているが、さらに同社の商用機を約４億円で新規導入。計２台を活用して故障時のバックアップ体制を強化し、常に高精度な日本標準時を決定・維持できるようにする。

光格子時計は幅広い用途への応用も期待されている。アインシュタインの一般相対性理論によると、より重力の影響を受ける低い所の方が、高い所よりも時間がゆっくり進む。光格子時計ならば標高の違いで生じるわずかな時間差も測定可能で、地殻変動の観測や測量に使う研究も活発だ。

同機構の井戸哲也・時空標準研究室長は「日本標準時の校正などを通じて、実用可能な技術であることを世界に示したい」と話す。

◆ 日本標準時 ＝国際度量衡局（フランス）が毎月定める「協定世界時」より９時間進んだ時刻で、兵庫県明石市を通る東経１３５度を基準としている。