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发表于 2026-3-9 07:40:41
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本帖最后由 wszgr 于 2026-4-6 16:41 编辑
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( U; D& U# v# Z2 t9 o世界最小原子钟装进低轨卫星' z: }) ?) T6 V6 O# U5 _. ]2 w; q
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( z8 N8 I. L# `一枚仅拇指盖大小的芯片原子钟,正精准守护“中国时间”,为低轨卫星、水下北斗等国家战略领域筑牢高精度时间基准。: M( P4 T) b/ C
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R7 x/ U: c4 _# ^' N& T2 w2 |最小的芯片原子钟,接近指甲盖大小。
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' d; v! F& Z; P- @. W3月3日下午,长江日报记者走进武汉大学卫星导航定位技术研究中心,多台专业设备不间断高速运转,芯片原子钟产品接入比对系统,屏幕上频率信号与稳定性曲线实时跳动。
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" g3 K3 [0 ]- ` _- H+ `【研发者说】9 A3 h: Y5 G7 V9 {
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. f5 x( e" z: Q' ^# D武汉大学卫星导航定位技术研究中心弘毅特聘教授、中科泰菲斯(武汉)技术有限公司法人代表 陈杰华
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a8 S* O Z' f4 s" t3 M6 g我们日常使用的手表、挂钟、电子钟,即便精度最高,一年也会产生十几秒的时间误差。而我们研发的这款体积全世界最小的芯片原子钟,计时精度可达10⁻¹¹至10⁻¹²量级,相当于3万多年误差才1秒。
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+ X# _0 L$ k! e) e( d6 w$ ~在导航定位领域,时间就是距离——1纳秒(10亿分之一秒)的时间误差,就会带来0.3米的定位偏差。我们研发芯片原子钟的初衷,就是打造可广泛应用于卫星导航、电力电网、水下石油勘探等关键场景的高精度计时产品,把国家核心领域的“时间话语权”牢牢掌握在中国人自己手中。- E% S, M; l1 e$ q
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这款芯片原子钟小巧玲珑。# j, c) i b/ Y4 m& V
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' g0 V/ U' ~8 i# o6 l- Y/ s这款世界最小芯片原子钟仅有指甲盖大小,轻巧便携。与之前广泛使用的传统原子钟依靠微波与原子作用不同,这种原子钟利用微波调制的激光与原子作用而获得高精度信号,使得原子钟输出稳定标准的频率信号,实现超高精度计时。
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传统原子钟即便实施小型化,最小体积极限也有数百立方厘米,最低功耗至少也有数瓦。而芯片原子钟可实现体积数十立方厘米,功耗也可降低到两百毫瓦之内。美国已推出体积17立方厘米的产品,而我们推出的这款芯片原子钟,与他们的产品其他主要性能相当,但体积仅2.3立方厘米,约为美国产品1/7。
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陈杰华教授团队讨论测试芯片原子钟产品的频率信号与稳定性曲线。1 f& t9 i# Z% n
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我们已实现芯片原子钟大规模生产,成功应用于微PNT、水下北斗、低轨卫星、无人机群等时间同步系统。这款新产品凭借小体积、低功耗的优势,将具有广阔的市场前景。比如其小体积、低功耗优势非常适合作为5G/6G基站时间同步的关键部件。又如,海底自主同步体系需要精准的时间基准,因海水对电磁波的强烈吸收,海底无法接收卫星信号,体系需要原子钟作为自主频率源,因无太阳能,海底体系需要低功耗设备以长期自主工作,这款芯片原子钟的低功耗特点使其成为理想的频率源部件。
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6 I" d2 m) h# u陈杰华教授团队讨论一款正在测试的原子钟产品。) w: d- J( y( S7 {$ e
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眼下,在持续优化芯片原子钟性能的同时,我们也在同步布局芯片光钟、芯片原子磁强计等量子传感器,努力打造湖北量子精密测量标志性成果。量子科技早已走出实验室,量子精密测量技术,正成为湖北量子产业率先突破的硬核赛道。1 W" n. p! d$ S% r
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