ROCKn 旨在使光学原子钟便携DARPA

DARPA 宣布了一项名为鲁棒光学时钟网络 (ROCkN) 计划的新计划，该计划旨在开发一种实用的、超精确的光学原子钟，它足够强大且足够小，可以安装在军用飞机、军舰或野战车辆中。

我们的世界是一个准时运行的世界，但我们通常不知道其精确度。在铁路的黄金时代，公司会以按时刻表准时到达的列车而自豪。今天，我们认为如果手表精确到秒，它就可以保持出色的时间，但对于现代工程师和科学家来说，这与使用打桩机进行脑部手术一样可以接受的准确度水平。

现代系统，如互联网、GPS 和其他系统，要求计时精度不是以秒或毫秒为单位，而是以纳秒为单位。例如，在一般工程应用中，这对于数字系统正确同步是必要的。如果不是这样，那么将数据从一个地方发送到另一个地方是不可能的，而大多数信息包不会丢失或最终在目的地成为一堆乱码。

对于军事应用，情况更糟。现代军队越来越多地参与网络战领域，这是需要精确时钟的一个明显原因，但即使是传统的战争也需要纳秒级的精度，因为军事资产必须在极远的范围、极快的速度和打击极高的准确性。十亿分之一秒的误差可能导致弹药偏离目标一米，这在现代标准中是不可接受的，类似的误差可能会使飞机危险地偏离航向。

另一个原因是现代军队在导航和时间同步方面严重依赖 GPS。然而，GPS 并不总是可用的。它也可能受到干扰或欺骗，因此现场单元需要能够在有限的时间内独立于系统运行。

为了产生所需的精度，首选的解决方案是原子钟，它基于测量像铯这样的原子从一种能量状态变为另一种能量状态时的频率。通过使用这个频率作为起点，现在可以定义一秒，其精度显示每 3171 万年增加或减少一秒。

不幸的是，即使这样也不够准确。我们需要的是精确到万亿分之一秒的时钟，因此在过去的 30 年里，人们齐心协力让原子钟更加精确。忽略很多技术细节，传统原子钟的工作原理是使用一束微波来测量目标原子的频率，但通过用光代替微波，精度提高了 100 倍。事实上，这种光学时钟是如此精确，以至于最先进的时钟在宇宙的整个生命周期中都不会增加或减少一秒钟。

这样的光学原子钟已经建成，但它们仍然是巨大的、精致的、充满房间的机器，不适合军事应用。DARPA 的 ROCKn 计划的目标是研究光学时钟背后原理的基本物理原理，并找到一种制造具有低尺寸、重量和功率 (SWaP) 的光学原子钟的方法。不仅如此，它们将比当前最先进的原子钟更加精确和准确。

为此，ROCKn 将首先寻求生产一种坚固、高精度的小型便携式光学时钟，该时钟可以一次保持 100 秒的皮秒精度。这个时钟足够小，可以安装在战斗机或卫星上，而且足够坚固，可以承受这种环境的温度、加速度和振动噪音。

第二阶段的目标是创建一个更大的便携式版本，可以在没有外部 GPS 信号的情况下用于海军舰艇或野战单位，精确到纳秒长达 30 天。

DARPA 国防科学办公室项目经理 Tatjana Curcic 说：“我们的目标是将光学原子钟从复杂的实验室配置转变为可以在实验室外运行的小型且坚固的版本。” “如果我们成功了，这些光学时钟将比现有的微波原子钟提供 100 倍的精度提高或计时误差减少，并展示改进的纳秒计时精度保持时间从几个小时到一个月。这个程序可以创建许多关键技术、组件和演示导致潜在的未来网络时钟架构。”返回搜狐，查看更多

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