武漢大學(xué)科研團(tuán)隊近日在量子精密測量領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破，成功研發(fā)出全球體積最小的芯片原子鐘。這款微型化時頻基準(zhǔn)器件以2.3立方厘米的尺寸打破世界紀(jì)錄，其體積僅相當(dāng)于成年人指甲蓋大小，卻能在3.3萬年內(nèi)保持時間誤差不超過1秒的超高精度，為國防、航天等戰(zhàn)略領(lǐng)域提供了自主可控的時間基準(zhǔn)解決方案。

研發(fā)團(tuán)隊創(chuàng)新采用微波調(diào)制激光與原子相互作用技術(shù)路徑，通過重構(gòu)光與原子的能量交換機(jī)制，在確保時頻精度達(dá)到國際領(lǐng)先水平的同時，將器件功耗降低至傳統(tǒng)原子鐘的百分之一。對比歐美同類產(chǎn)品，該芯片體積縮減至七分之一，綜合性能指標(biāo)實現(xiàn)全面超越，標(biāo)志著我國在微型化原子鐘領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑的跨越。

在北斗導(dǎo)航、深海探測等國家重大工程中，時間同步精度直接決定系統(tǒng)性能上限。實驗數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)時間誤差達(dá)到1納秒時，定位系統(tǒng)會產(chǎn)生0.3米的距離偏差。這款芯片原子鐘輸出的穩(wěn)定時頻信號，已成功應(yīng)用于低軌衛(wèi)星編隊飛行、水下聲學(xué)定位、無人機(jī)協(xié)同作業(yè)等復(fù)雜場景，有效解決了多平臺時間同步的技術(shù)難題。

據(jù)項目負(fù)責(zé)人介紹，該產(chǎn)品突破了微型化真空封裝、抗輻射加固等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，形成完整自主知識產(chǎn)權(quán)體系。目前首批量產(chǎn)產(chǎn)品已交付航天科技集團(tuán)、中船重工等單位，在電力智能電網(wǎng)、5G通信基站等民用領(lǐng)域也完成部署驗證。作為國內(nèi)首個實現(xiàn)商業(yè)化的芯片原子鐘，其規(guī)?；瘧?yīng)用將推動量子精密測量產(chǎn)業(yè)鏈加速形成。