実社会のための量子精密工学

March, 17, 2026--TOPTICAの「TOPTICLOCK」チームは、卓越したチームエンジニアリングと革新性により、2026年ポール・F・フォーマン チームエンジニアリング優秀賞を受賞しました。

TOPTICA Photonicsは当社の「TOPTICLOCK」チームが最先端研究成果を商用光原子時計へ成功裏に導いた卓越したチームワークと技術的成果を認められ、Optica2026年ポール・F・フォーマンチーム技術優秀賞を受賞したことを発表します。

本賞は超低ノイズ光子技術と先進的量子技術を融合し、産業用フォームファクターにおいて前例のない精度を実現した商用単一イオン光原子時計「TOPTICLOCK」の開発を称えられたものです。TOPTICLOCKチームはわずか3年で商用光量子時計の開発・技術検証を完了し、主要顧客サイトへの導入に成功しました。

基礎計測技術から現実の産業応用へ

TOPTICLOCKプロジェクトはTOPTICA Photonicsとドイツ国家計量研究所PTB（Physikalisch-Technische Bundesanstalt）の緊密な連携から始動しました。TOPTICAとPTBが共同で推進した研究プロジェクト「opticlock」を基盤に、研究用デモ機から得た核心技術を産業用向け光周波数標準へと転用しました。TOPTICLOCKチームは量子技術、レーザー、フォトニクス、ソフトウェアに深い専門知識を持つTOPTICAのエンジニアと研究者、および科学顧問としてPTBの光時計専門家であるNils Huntemann博士で構成されており、機関や分野を超えた緊密な協力関係がプロジェクトの野心的な目標達成の決定的な要因となりました。

量子限界におけるエンジニアリングの卓越性

光量子時計は前例のない安定性と精度を提供します。その中核にはローカルオシレーター、量子基準、光周波数コムがあり、それぞれが極限の安定性と制御を必要とします。TOPTICLOCKでは、ローカルオシレーターとして半導体レーザーシステムを採用し、光学共振器の受動的な長さの安定性をレーザーの周波数安定性に変換することで、線幅をHzレベル以下に低減します。

長期精度を確保するため、時計用レーザーは436nmにおける単一レーザー冷却¹⁷¹Yb⁺イオンの電気四重極遷移に同期され、イオンの量子状態を準備・冷却・読み出すのに必要な370nmから935nmの波長域をカバーする4台の周波数安定化レーザーシステムが含まれます。 量子状態に基づく計時の可能性を最大限に活用するにはイオンに対する光学的、電子的、熱的、磁気的影響をすべて精密に制御または特性評価する必要があります。

TOPTICLOCKの卓越性はその性能（相対安定度と精度が10^-17オーダーであり、熱蒸気式光時計を約2桁上回る）だけでなく、この性能が可搬型の産業用19インチラックシステムで実現されている点にあります。 すべてのサブシステムは2つのラックに統合され、光学系、電子機器、真空技術、制御ハードウェア、包括的なソフトウェアを信頼性の高い設計システムに結集しています。

「経験豊富な科学者だけが操作できる実験室設備を、世界トップクラスの性能を維持しつつ産業用フットプリントに移行するという技術的課題は、非常に大きなものでした」と、TOPTICA Photonics の量子技術ソリューション担当シニアディレクター、ステファン・リッター博士は述べます。

「実験室の先」への影響

産業用フォームファクターにおけるこのレベルの性能は光時計に基づくSI秒の再定義に向けた重要なマイルストーンとなります。基礎計測技術を超えTOPTICLOCKは高度な時間スケール・時間サービス、ネットワーク同期、衛星航法用地上基準、高精度基礎研究など新たな応用可能性を開拓します。

「ポール・F・フォーマン・チーム・エンジニアリング・エクセレンス賞は、まさにこのプロジェクトを成功に導いた要素を称えるものです。それは量子技術による性能を実社会で実現するために、並外れた技術的課題を克服した真に協調的なチームでした」と、TOPTICA Photonicsの量子技術担当バイスプレジデント、ユーゲン・シュトゥーラー博士は述べます。「この賞は先駆的なフォトニクスおよび量子研究を、真の影響力を持つ技術へと転換するというTOPTICAの取り組みを強調するものです」

「TOPTICLOCK」プロジェクトによりTOPTICAは再び研究機関と産業界の緊密な連携、強力なシステムエンジニアリング、卓越したチームワークが先見的な科学技術を商業ソリューションへと変貌させることを実証しました。

ポール・F・フォーマン チームエンジニアリング優秀賞について

本賞は1989年に光学エンジニアの功績を称えるために創設されました。2007年には、光工学の認知度向上に貢献したポール・フォーマン氏の功績を称え、現在の名称に変更されました。

2012年にはそれまで個人またはチームへの対象が更新され、チームでのノミネートが必須となりました。

OPTICA（旧称：The Optical Society, OSA）は、光科学技術分野の専門団体であり、ポール・F・フォーマンチーム技術優秀賞を授与しています。

TOPTICAについて

TOPTICAは25年以上にわたり、科学および産業用途向けのハイエンドレーザーシステムを開発・製造・販売してきました。製品ポートフォリオには、可変波長半導体レーザー、超短パルスファイバーレーザー、テラヘルツシステム、光周波数コムが含まれます。TOPTICAは世界7つの事業部門で600名以上を雇用し、グループ連結売上は1億4,000万ユーロを超えています。

TOPTICLOCKの詳細はこちら：www.toptica.com/TOPTICLOCK

Phone: 042 306 9906　Fax: 042 306 9907
E-Mail: sales@toptica-japan.com
Address: Asahi Seimei Fuchu Bldg. 2F, 1-14-1Fuchu-cho, Fuchu-shi, Tokyo, 183-0055, Japan
TOPTICA Photonics K.K. / トプティカフォトニクス株式会社
www.toptica.com