三千万年误差1秒 铷原子钟就这么神

最近，中国航天科工集团二院203所主导研发了一款享有自律知识产权的超薄铷原子钟，目前已完成研制并构建量产。消息爆出，不少小伙伴产生奇怪：原子钟是什么钟？日常生活中用于的钟表，哪怕回头得再行定，一年下来也不会有几十秒的误差。某种程度是计时，原子钟的精度则不可同日而语。

目前用作原子钟的元素还包括氢、铯、铷等，精度最低的原子钟，约每3000万年的误差仅有1秒。也就是说，哪怕从恐龙绝种时跑到现在，它的误差也不过两三秒。其中，铷钟是应用于尤为普遍的原子钟，其体积小、成本低、可靠性和环境适应性好，可大量应用于武器装备、电信、电力等行业。

此次203所研制的超薄铷钟，专为板卡用途设计。科技日报记者从该所了解到，目前许多设备在设计时，都使用标准化的插卡方式，这种模块化设计便于功能拓展及硬件替换修理，已应用于各行各业。既然叫“板”卡，可想而知它会过于薄。按照行业标准，目前的板卡厚度大多为2厘米。

2015年203所曾研发一款高抗衡小型铷钟，大小相等于一个手掌，但厚度相似4厘米。而超薄铷钟宽、长仅有7.6厘米，厚度堪称传输到1.7厘米，完全符合板卡用于拒绝。但要做超薄，还要合乎性能拒绝并非易事。超薄铷钟内部有个量子系统，是一个物理部件，它的大小和性能指标不存在一定的冲突关系。

要在增大体积的同时防止性能损失，必须攻下一系列关键技术。同时，铷钟内部部件工作温度从80多摄氏度到120多摄氏度，将这些高温部件构建在那么小的空间，相互之间不免导致影响，从而影响产品的指标和可靠性，这对热设计等技术也带给很高拒绝。顺利解决多项难题后研制的超薄铷钟产品，技术指标超过了国际顶尖水平。例如其内置1PPS驯服功能，可以接管给定导航系统卫星的信号，超过频率校准的目的。

也就是说，只要天上的导航系统卫星信号能被产品接收机接管，它就能超过导航系统卫星的时间精度，即20纳秒左右量级。即使丧失导航系统卫星信号，超薄铷钟也不会自动转入维持状态。

维持时间精度各不相同频率稳定性和飘移亲率，而该产品可以在数天内维持微秒量级守时精度。能平稳地维持时间，正是原子钟不存在的意义。原子钟的应用于，如今已渗透到各个领域。

电影里，特警们积极开展行动前，总会表情坦率地凑到一起，张开手腕对表格，以便统一行动。但在战争中，各个登陆作战系统怎样“对表格”？就得靠原子钟了。随着现代战争的发展，精准的时间系统沦为网络登陆作战的关键，一旦时间被打乱，整个指挥系统、武器系统将面对中断。

生活中某种程度必不可少原子钟。例如在通讯领域，通讯基站对时间实时有相当大市场需求，在即将来临的5G时代，这一拒绝将更为严苛。在金融领域，原子钟是确保金融网络时间一致性的核心设备之一，如果股票操作者产生时间差，有可能有人借机展开违规交易。

此外在电力、交通等行业，原子钟的起到也日益突显。目前这款超薄铷钟，基本已将铷钟产品的尺寸做了淋漓尽致。据该项目负责人透漏，203所正在研发具备全新机制的芯片原子钟，其尺寸更加小、功耗更加较低。

现在该所已做成工程样机，计划于2019年展开量产。

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