毎日当たり前のように見ている時計。正確な時刻がわからなくなったら大変だ。では正確な時刻＝標準時は、どこでどのように決められているのだろう。

　現在の世界の標準時（協定世界時＝ＵＴＣ）は、原子時計の刻み（周波数）に基づき定められている。１９６７年に１秒の長さの基準が天文観測から原子時計に移行し、我々は超高精度な時間のものさしを手にすることができた。

　だが原子時計には装置としての故障や寿命がつきものである。そのたびに標準時が止まったり飛んだりはしないのだろうか。

　ＵＴＣでその心配は無用だ。国際機関の国際度量衡局（ＢＩＰＭ）が世界中から集めた５００台超の原子時計データの合成から、ＵＴＣは構築される。全ての時計が止まらない限りＵＴＣは途切れないし、合成することで各時計の機差によるふらつきもならされる。

　だがＵＴＣは時刻合せには不向きである。なぜなら現在のＵＴＣが計算されるのは翌月であり、さらにその実体は計算機内の数値でありＵＴＣを刻む実時計は存在しないからだ。そのため、各国の標準機関がＵＴＣに準拠する標準時を作り国内に供給している。日本では、情報通信研究機構（ＮＩＣＴ）が「日本標準時（ＪＳＴ）」の発生と供給を担っている。

　ＪＳＴにおいては、ＮＩＣＴの運用する原子時計群の合成結果を基に、ＪＳＴの基となる基準周波数と１秒同期パルスの実信号を常時出力し、電波や電話回線、ネットワーク等を通じて、正確な時刻を一般に供給している。


　ＢＩＰＭはＪＳＴとＵＴＣとの時刻差（先月値）を月に１回公表するので、過去値から現在の時刻差を予測しつつＪＳＴを調整している。この予測精度が研究の腕の見せ所であり、ＪＳＴとＵＴＣとの時刻差は最大でもプラスマイナス２０ナノ秒程度（１０ナノ秒＝１億分の１秒）である。ＪＳＴは非常に安定であるため、ＵＴＣへの合わせ込みは年に数回程度で十分である。

　このように高精度で信頼性の高いＪＳＴを実現するため、原子時計の周波数特性を踏まえた最適な合成手法（時系アルゴリズム）の研究や、超高精度な時刻・周波数比較・伝送技術の研究を進めている。また信頼性を高めるため、ハードウエア・ソフトウエア両面で何重もの安全対策を施している。

　正確な時刻とその基となる周波数標準は、高度ＩＣＴ社会を支える基盤として不可欠な技術である。今後も精度と信頼性両面の向上を目指して、研究開発を進めていく。

（文＝情報通信研究機構・電磁波研究所上席研究員　花土ゆう子）
【略歴】
８９年東北大理学研究科修士課程修了、通信総合研究所（現ＮＩＣＴ）入所。２００８年電通大情報システム学研究科博士課程修了。１７年より現職。日本標準時の発生および原子時計合成アルゴリズムの研究に従事する。博士（工学）。