中国の武漢大学がドローンやミサイル用の2.3cm3原子時計を製造

武漢大学の科学者らは、体積わずか2.3立方センチメートルの世界最小の原子時計の開発を発表した。この装置は 30,000 年に 1 秒の遅れがあり、現在、国営長江産業グループの支援を受けて Taifs (Wuhan) Technology Co. によって量産されています。この技術革新により、ドローン、低軌道衛星、戦場通信などのアプリケーション向けに、測位、ナビゲーション、タイミング システムの同期性が向上します。

コンパクトな原子時計は、時間精度が軍事および民間作戦において戦略的関連性を獲得しているときに登場しました。研究チームは、このデバイスが高い安定性と低エネルギー消費を兼ね備えており、モバイルおよび小型プラットフォームへの統合に不可欠な特性を備えていることを強調しています。

• 新しい原子時計の体積は、米国の最先端モデルの体積が 17 cm3 に達するのに比べて 7 分の 1 以下です。
• 精度は3万年に1秒の誤差という大型時計に匹敵する性能を維持しています。
• 大規模生産により、2024 年にはすでに数百台の販売が可能になっています。

技術の進歩で小型化の限界を突破

武漢大学衛星航法・測位技術研究センターのChen Jiehua教授率いる研究者らは、従来のマイクロ波空洞ベースの技術をコヒーレントなポピュレーショントラップ手法に置き換えた。このプロセスでは、ルビジウム原子を含むセルが、2 つの特定の周波数を生成する変調半導体レーザーと相互作用します。

周波数が原子状態間のエネルギー差と一致すると、暗状態が形成され、時間基準として使用される安定した光信号が生成されます。小型レーザーと微細加工セルの採用により、システム全体がチップスケールで統合され、サイズと消費電力が大幅に削減されました。従来のモデルは物理的な障壁に直面しており、数百立方センチメートル未満の削減や数ワットの消費を妨げていました。

チームは自動大量生産を可能にするソリューションを作成しました。 Chen Jiehua教授は、この時計がすでにマイクロPNT同期システム、北斗水中ナビゲーション、低軌道衛星、ドローン群にうまく応用されていると強調した。消費電力が低いため、スペースとバッテリーに重大な制約があるデバイスでも長時間の動作が可能になります。

詳しく読む: PlayStation 5 Proの価格下落によりデジタル小売販売が加速し、世界の在庫がなくなる

防衛システムやナビゲーションシステムでの実用化

コンパクトな中国の原子時計は、群内の複数のドローン間の正確な調整に必要な時間同期を向上させます。わずかなタイミングのずれにより、誘導ミサイルの信号調整や運用中の安全な通信が損なわれる可能性があります。

この技術は、北斗の信号がさらなる伝播の課題に直面している水中航行にも役立ちます。低軌道衛星においては、地上局のみに依存することなく正確な測位の維持に貢献します。

大量生産により、より小型のプラットフォームへの統合への道が開かれ、高い機動性と長時間の自律性が必要なミッションの可能性が広がります。すでに数百台が販売されており、時間的精度を重視する分野からの需要が高まることが予想されます。

フォロー：関連ニュース 3 センチメートル

課題を乗り越えて技術を拡大

レーザーコンポーネントのコストが依然として高いことが、大規模導入への最初の障壁となっています。技術チームは、信号の安定性を損なうことなく価格を下げるために製造プロセスの改善に取り組んでいます。

長江産業グループは、主要コンポーネントのボトルネックを克服するために財政的支援とリソースを提供しています。この戦略には生産ラインの自動化が含まれており、これにより次の製造サイクルで段階的にコストが削減されるはずです。

同じテーマの記事: 新しい Apple システム アップデートにより、iPhone ユーザーの緊急タスク管理が最適化されます

専門家らは、価格引き下げにより通信やナビゲーションにおける民生用途の段階的な拡大が可能になると指摘している。現在の焦点は、引き続き大量生産の統合と実際の運用環境での継続的な検証です。

生産内容と今後の展望

Taifs (Wuhan) Technology Co. は、この技術を商業化するために研究チームのメンバーによって設立されました。国の支援により、実験室から工業生産ラインへの移行が加速されました。

テストでは、ドローンや自動運転車で使用するための重要な要件である、さまざまな温度や振動条件下でも時計が精度を維持できることが実証されています。既存のシステムへの統合は、アーキテクチャに大きな変更を加えることなく導入を容易にする標準化されたインターフェイスを通じて行われます。

全記事一覧: News (JP)

この進歩により、中国の技術がチップスケール原子時計のリファレンスとして位置づけられ、高性能アプリケーションにおける国際時刻同期標準に影響を与える可能性がある。