2026年3月25日、国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構（QST）とNTTは、核融合炉の高速プラズマ予測・制御に向けた高頻度リアルタイム通信の実現を発表した。
世界最大のトカマク型超伝導プラズマ実験装置JT-60SAで、100マイクロ秒以下の周期性を持つ通信に世界で初めて成功し、将来の核融合炉制御に向けた重要な基盤技術となる。
世界初、100マイクロ秒通信実証
QSTとNTTは2020年に連携協力協定を締結し、フュージョンエネルギーの実用化を見据えた共同研究を進めてきた。
今回発表されたのは、核融合炉の高速プラズマ予測・制御に不可欠となる、100マイクロ秒以下の高頻度リアルタイム通信を、想定される距離とデータ容量の条件下で実現した成果である。
核融合炉では、高い圧力のプラズマで急速に増大する不安定性を短時間で抑え込む必要がある。
そのためには、計測データの収集、制御量の算出、アクチュエータへの指令までを極めて短い時間で完了しなければならない。
一方、将来の炉では設備規模の拡大により、計算機間の通信距離が数100メートル規模に伸び、
さらに3次元情報を含む約1キロバイトのデータ転送も求められるため、従来技術では対応が難しかった。
今回、両者はJT-60SA向けの専用制御ネットワークを設計し、400メートル離れた計算機間で評価試験を実施した。その結果、100マイクロ秒以下という極めて高い周期性を持つ通信に成功した。
QSTがリアルタイム制御ネットワークの設計や組み込み評価を担い、NTTが超高頻度確定性通信技術の研究開発を担当した点も特徴である。
原型炉制御を近づける一方で難度も増す
今回の成果は、JT-60SAの今後の加熱実験で高圧力プラズマのリアルタイム制御に挑むうえで重要な要素となり得る。
さらに、より大きなプラズマを少数の計測器で予測しながら制御する必要があるイーターや原型炉では、多数の制御計算機が連携する前提となるため、この種の高速かつ確定性の高い通信技術の価値は一段と高まると考えられる。
とりわけ、通信の遅延そのものだけでなく、遅延ゆらぎを抑えて定められた時間内に確実に転送を終える仕組みを備えた点は大きい。
周期通信に特化して通信制御情報のやり取りを最適化したことに加え、TSN（※）のような送信タイミング制御を取り入れることで、核融合制御に必要な厳しい条件へ踏み込める土台が整ったと言える。
もっとも、実用化へ向けた道筋が一気に完成したわけではない。今後は、多くの計算機群が配置された実際の制御ネットワーク内で評価を重ね、高圧力プラズマの長時間維持へ応用していく段階に入る。
通信基盤が前進したことで、核融合研究は制御の精緻化という次の局面に進み、フュージョンエネルギーの早期実用化へ向けた競争も加速していく可能性がある。
※TSN：Time Sensitive Networkingの略。ネットワーク上の送信タイミングを制御し、遅延や遅延ゆらぎを抑えることで、安定した確定性通信を実現する仕組み。
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