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【j2开奖】英国政府发布《量子时代的技术机遇》:人类正处在第二次量子革命的前夜(5)

时间:2016-12-30 16:59来源:118图库 作者:开奖直播现场 点击:
金融市场同样需要精确的时间信号来同步交易系统,记录每次交易发生的时间。基于计算机交易的快速扩张,同步性和可溯性日益重要。所有交易用户都必

  金融市场同样需要精确的时间信号来同步交易系统,记录每次交易发生的时间。基于计算机交易的快速扩张,同步性和可溯性日益重要。所有交易用户都必须基于同一标准时间,才能有效防止不当交易,提供可靠的审计跟踪。

  在英国,基于光纤系统的NPLTime®服务为金融部门提供独立于卫星的认证时间信号。荷兰和美国也正在开发类似的系统。

  很多基础科学实验也依赖于高度稳定性的时钟。例如,目前世界上最大的无线电望远镜是在建的“平方公里阵列射电望远镜”项目。建成之后,该望远镜将有多达一百万个天线,使得天文学家能够以前所未有的分辨率观测宇宙。

  为了使望远镜阵列正常工作,所有信号源都必须同步在同一精确的本地时间下。

  

【j2开奖】英国政府发布《量子时代的技术机遇》:人类正处在第二次量子革命的前夜

  海底石油勘探也需要精确的时间。在实际操作中,船舶向海底发射声波,声音从不同的岩石层反射回来,被船舶底部的传感器网检测。通过记录反射波到达传感器的时间,我们可以建立岩石和沉积物的三维图片。

  因此,图片的质量和精确度取决于时间的精度。卫星定时的信号不能穿透水,因此实践中通常使用石英晶体振荡器。

  然而,石英的定时精度随时间变化较大,并且容易受海床和海面温度差的影响。相比之下,微型原子钟可以在更广的温度范围下提供更稳定的定时。

  各类空间应用的发展也离不开精准的时间。现在,通信和导航卫星的潜在市场十分巨大。根据欧洲委员会测算,伽利略全球导航卫星系统的开发预算为24亿欧元,而精确的时钟我这一导航系统的重要基础支撑。

  太空中的时钟需要在保持稳定精确的同时具备低功耗和体积小的特征,并且不需要频繁的校正。原子钟还可能推动深空导航的发展。利用飞船上稳定精确的时钟,航天器可以计算自身的时间和导航数据,省去了和地球双向数据链通的步骤,降低了任务成本,并提高了时间敏感性操纵(例如着陆或起飞)的能力。

  事实上,空间授时要比地面授时困难的多。空间中的时钟设备必须经受发射和入轨阶段的巨大加速度和振动,温度变化和宇宙辐射也要比地面剧烈的多。此外,因为很难进行地面维护,空间授时的可靠性要求要比地面要求严格很多。

  军事方面,配有原子钟的雷达系统更加灵敏,更容易捕捉更小的目标。

  便携式原子钟的问世还将开拓其他新市场。例如,我们可以精确测量地球的重力势以统一高度参考系。对重力势的长期观测将有助于我们了解环境和社会之间的相互作用,比如气候变化是如何导致海平面的升降。

  原子钟的发展

  用于国际标准计时的原子钟有一间房屋大小,并且只限世界上少数几个国家测量实验室使用,例如英国国家物理实验室(NPL)。基于这一标准原子钟的衍生产品已经商业化,有不同尺寸、重量和功率等各个版本。然而,较小的原子钟精度都有所降低。

  

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  为了解决这个问题,英国国家物理实验室和世界其他实验室都在开发新一代原子钟。英国《国家量子技术计划》旨在利用英国过去在这一领域的研究优势,将新一代原子钟商业化,在保持稳定性和精度的同时降低和减小原子钟的尺寸、重量、消耗功率和成本,最终生产出低成本、可集成到当前和未来系统中的微型时钟。

  技术前瞻

  当卫星定时不能正常发挥作用时,新一代时钟应该充当起“应急电源”的作用。政府部门应该全面审视电力,通信和银行等关键服务对于卫星系统的依赖,制定相关标准,指定这些服务在卫星定时失败时需要正常运转的时间。

  应急装置的性能也需要制定相关标准。电信运营商、金融机构、电力公司和其他关键服务商必须证明他们的时钟系统符合相关标准。

  此外,j2直播,铺设连接关键部门的光纤也有助于原子钟的发展。这样,每个原子钟都能与国际标准时间进行比对,从而在早期识别问题并缩短提供服务需要的时间。这样的网络也可以是用于诸如量子通信的新技术。

(责任编辑:本港台直播)
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