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【半導体】省エネかつ小型の原子時計、東工大などが開発 - ISSCC 2019［02/22］

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2019/02/22(金) 09:05:51.12ID:CAP_USER
東京工業大学(東工大)、リコー、産業技術総合研究所(産総研)の研究グループは、60mWという低消費電力かつ15cm3という極小サイズの原子時計の開発に成功したことを明らかにした。

■今回開発された小型原子時計。内寸は33mm×38mm×9mm (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20190222-775307/images/001.jpg

同成果は、東工大博士後期課程3年生のHaosheng Zhang氏、同大 博士後期課程1年生のHans Herdian氏、 Aravind Tharayil Narayanan氏(元東工大博士研究員)、同大 白根篤史 助教、同大 岡田健一 准教授、リコーの鈴木暢氏(NMEMS技術研究機構)、同 原坂和宏氏(NMEMS)、同 安達一彦氏(NMEMS)、産総研の柳町真也 主任研究員(NMEMS)らによるもの。詳細は米国サンフランシスコで開催された半導体回路の国際会議「ISSCC 2019」にて発表された。

電子技術の発達に伴い、時刻の正確性に対する要求は高まるばかりだが、正確な時を刻むことが可能な原子時計、特に原子にマイクロ波を照射する共振器を持つ従来型の原子時計では、共振器の大きさでサイズが決まるため小型化が難しいという課題があった。

近年、原子と電磁波の共鳴現象の一種である「コヒーレントポピュレーショントラッピング(CPT)」を用いることで、原子時計のサイズを小型化できることが示されていたが、周波数シンセサイザやレーザーを駆動させるためのドライバ回路などに電力が必要で、原子時計全体では数百mWほど必要となるなど、低消費電力化が求められていた。

今回、研究グループでは、2mWの周波数シンセサイザを開発したほか、新たな量子部パッケージによる温度コントロールの効率化により、60mWの消費電力で駆動可能な小型原子時計の開発に成功したという。

■量子部パッケージ開発された量子部パッケージ (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20190222-775307/images/002.jpg

また、その精度は、大型の原子時計とほぼ同等の1日あたり3000万分の1秒以下の精度を実現したとするほか、105秒(約1日)の平均化時間で2.2×10-12の長期周波数安定度を達成したとしており、これは一般的な水晶発振器を搭載した時計と比べると、約10万倍の正確性だという。

■開発されたCMOS集積回路 (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20190222-775307/images/003.jpg

なお、研究グループでは、開発に成功した原子時計は小型かつ低消費電力なため、自動車やスマートフォン、小型衛星など、さまざまな機器への組み込みが可能であり、そうした従来は搭載が難しかった機器に搭載することで、Society 5.0の実現に貢献できるとしてしており、5年後の販売開始を目指して今後も取り組んでいくとしている。

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20190222-775307/
2ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 09:14:41.21ID:jb6yRtnY
GPS衛星が超小型化して格安になるんじゃね
一回の打ち上げで軌道にバラまけば配布終了
2019/02/22(金) 09:16:50.67ID:yuc/iTfP
小型原子炉時計を希望
4ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 09:17:03.26ID:+GOWA8ES
水晶発振器の約10万倍の正確さは、具体的に何に何う使えるの？
2019/02/22(金) 09:25:26.80ID:eR14acsq
>>4
宇宙関係
6ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 09:29:27.09ID:Rx2uDoWD
よかった。これで遅刻とおさらばだ。
2019/02/22(金) 09:43:40.53ID:meW17oeQ
1秒ずれるのに8万年かかるのか
電波時計がいらないな
2019/02/22(金) 09:45:41.11ID:YPUnPlDy
チープカシオに入りますか？
2019/02/22(金) 09:47:30.30ID:E3FxuZMp
頑張って量産日本でやってくれ
10ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 10:04:49.13ID:hHMjuKOs
CMOSイメージにSPIの文字があるところを見ると組み込み向けを最初から意識しているね
11ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 10:10:44.83ID:1fUhhYNN
84年前の少女たちが「今の女子高生と同じ姿」と衝撃走る（動画）
http://www.ffy.cdotfree.com/entry/22.html
12ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 10:11:45.14ID:1dIkMyoQ
15cm3ってCFカード3枚分位か
13ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 10:15:32.38ID:HtERRAjq
時計サイズの原子炉？ガンダム作れちゃう？
2019/02/22(金) 10:18:48.79ID:UoXTHHag
サーバの内蔵時計狂いまくりだからな。時刻同期で何とかしているけど
15ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 10:20:42.30ID:ePL3tcbB
Haosheng Zhangは中国人？
だとしたら、どうせ“ウミガメ”になって中国に戻り
中国共産党のために研究するんだろうな
日本の税金で研究し、成果は中国の世界覇権のために使われると
16ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 10:32:45.97ID:fV+f5tvy
>>1
放射能が心配ニダ
2019/02/22(金) 10:35:45.86ID:4OhxPUBn
１０００人計画アルヨ
18ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 10:36:57.77ID:GVjo7qxN
> 105秒(約1日)の平均化時間で2.2×10-12の長期周波数安定度
10^5秒 2.2×10^-12の長期周波数安定度
ぐらいは直せよ
2019/02/22(金) 10:37:52.22ID:KJrjKFw0
>>16
アナタの頭のほうが心配
2019/02/22(金) 11:01:33.60ID:QwMVO8c0
>>4
地下マシンルームでインターネットから切り離されたサーバの時刻合わせ
21ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 11:01:43.75ID:zE2edTCc
今後は腕時計も原子時計になるのかな？
22ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 11:08:32.41ID:RZNkQLHG
>>8
カーティス・ニュートン博士にお願いするんだな。
23ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 11:14:58.91ID:QZXS7izz
原子腕時計の開発はまだかな？？
24ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 11:30:47.27ID:GW5QwDGG
>>2
スマホに入るサイズに出来れば「みちびき」が無くても高精度になるかも？
25ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 11:34:04.02ID:gNp7fLHg
ガーミンの精度上がるかな
26ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 11:44:34.22ID:OBiOdVR6
腕時計に搭載されたら、電池が切れて再度時刻合わする時に精度出すのが大変だなw
27ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 12:13:53.51ID:C5ofauMf
これでマスタークロックを作れば
キリッとした音質に
ルビジウムはダメだったわ
2019/02/22(金) 12:33:32.63ID:7TQj4GJX
>>4
スマホにくっついたとすれば相対的な測位精度が原子何個分っていう精度に改善できる
29ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 13:11:36.25ID:dE23z/Ov
これで、相対性理論の効果も測れるのか？
重力井戸の効果とか、速度による遅延とか！
30ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 13:38:53.16ID:GoOG/OAp
腕時計搭載まで後もう一歩頑張れ！
31ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 13:44:32.28ID:G2Y+2rNK
スマホに載れば測位精度ドンピシャか。高度もピタリ。
５Gで遅延も極小だし。
いろいろ使えそう。
2019/02/22(金) 14:49:13.75ID:T9dtPEyn
日本ってこういう細かいのだけは得意だよなぁ
33ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 15:17:29.84ID:RZNkQLHG
>>32
はぁ？　これ作ったのはアジア系連合だけど。

この研究室の構成見てみればいい。博士課程は外国人ばかりだから。
日本人だけではもう無理なんだよ。近い将来，国研も大学もスタッ
フは全て中韓を中心とした外国人だけになるだろう。
34ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 15:27:23.16ID:g5yURc0a
うおおおお。ちっちゃい！
35ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 15:30:10.22ID:g5yURc0a
そしてコンデンサが壊れて表示が狂っちゃうまでがテンプレ
ん？そこが重要じゃないだって？

スンマソ
36ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 16:20:00.93ID:G2Y+2rNK
>>33
博士課程なんて大したことやってないよ
37ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 20:19:03.72ID:aXNF2FwQ
>>36
博士の時何してたの？
38ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 20:45:05.42ID:Rgegst7e
原子時計が搭載されたパソコンて発売されないかな
2019/02/22(金) 21:01:02.14ID:UoXTHHag
昔データセンターのサーバーの時計を調べたら
1000台中600台以上が10秒以上時計がずれていたということがあった
40ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 22:04:35.85ID:9xRhgQji
基地局に置けばGPSなくても高精度な測位ができる予感
41ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/22(金) 22:39:12.08ID:jwhHOuad
＞10秒以上時計がずれていたということがあった

閏秒が積もったのかな？
2019/02/22(金) 22:52:31.12ID:UoXTHHag
>>41
せいぜい２〜３年くらい、下手したら数か月しか運用していないサーバ達だったから
サーバーってほっといたらどんどん時間ずれていくっぽい。

普通はNTPっていう時刻同期の設定入れるんだけど
それがほぼすべてのサーバーで入っていなかっただけ

下手したら構築時に時刻同期の手順がなくてメーカー出荷時のままになっていた可能性もある
2019/02/22(金) 23:36:00.73ID:zhoRnRvb
東北大ら、0.1gの物体が生む重力を測定できるセンサー
〜量子力学と相対性理論を統合した“万物の理論”に向け前進
https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1170/663/
2019/02/22(金) 23:51:11.96ID:rvp1hBtm
>>39
俺が派遣されてた所もそうだったが
俺の作業ログが時系列的におかしい
不正をしたって責められて
サーバの時計がズレてると指摘して
事無きを得た経験があるわ
2019/02/23(土) 00:39:05.25ID:cB5t7vvy
>>4
オーディオのCDプレーヤーやDACのクロックとして使える
オーディオ業界にとって原子時計はエポックメイキング
2019/02/23(土) 14:17:57.16ID:rN0tlzej
>>2
アンテ ナの大きさは変わらんから、それほど小型化出来ないと思う。寿命は長くなるかもだが。
47ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/23(土) 22:43:25.24ID:hauA4/bR
確か、時間の基準は、真空中の光速と長さから求めたと。
48ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/23(土) 23:14:06.07ID:XOgH9o4g
>>41
電源電圧の変動とか？　地味に発振器の周波数をずらすよ。
49ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/23(土) 23:16:52.38ID:XOgH9o4g
>>4
計測制度が桁違いに上がるから工作機械とかの精度も上がるよ。
センシングの精度が上がるから加工精度が上がる。
あとはフィードバック制御のラグタイムが短くなるから，より，制御が高速になるよ。
2019/02/23(土) 23:17:10.54ID:EIaodahL
>>24
GPSの原理を理解していればGPS受信端末の時計精度はさほど必要ないとわかりそうなもんだが？
2019/02/23(土) 23:30:07.92ID:So4uhp4P
キーサイトのラック搭載サイズで10^-11くらいだったと記憶してるが
1桁よくなった感じか。
2019/02/24(日) 00:10:14.92ID:gBHSee42
>>47
そりゃ逆だ長さの定義が真空中の光の速さと時間できまっている
時間の定義は放射性セシウムの崩壊速度
2019/02/24(日) 04:54:54.33ID:5hIXMBhG
>>52
>時間の定義は放射性セシウムの崩壊速度
アホ
54ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/24(日) 05:00:53.19ID:HCmr+gkl
>>4
GPS衛星を一基捕まえ損ねても大丈夫になるって程度

他の衛星の精度が上がらないんで、測位精度は変わらん
55ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/24(日) 21:45:53.23ID:CgqBHhz/
光格子時計とは何が違うのか？
56ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/25(月) 04:50:40.17ID:/58ZiOwh
>>55
従来型の原子時計を小型化した
原子時計の主要な用途に携帯電話の基地局がある
電波の帯域を限界まで余裕なく使う目的だけど
小型化のメリットはあるよ
移動型の臨時局や従来型を入れられないスペースに
押し込むとか
57ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/25(月) 21:16:59.31ID:w1vGoCsB
＞＞56
精度はそこそこなんだけど、光格子時計のように大型ではないということか。
消費電力も小さいからそのうち腕時計のように電池があれば持ち運び可能になるのだろうか？
将来的にはどこまでの小型化が可能かご存知ですか？＞＞５６
58ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/26(火) 18:44:08.11ID:6Jwp1d9+
>>57
腕時計サイズは需要が無いし電波時計で十分なので開発されないと思う
水晶発振器で高精度な物は水晶を箱に入れて一定の温度に保って精度を一桁上げてる 温度管理のヒーターの電力が大きい
角砂糖2個分の大きさ
これ常に需要があるので
このサイズまでは作られると思う
現在主流のルビジウムは薄い弁当箱サイズのモジュールに周辺装置つけて1Uラックサイズで重い
59ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/27(水) 02:01:42.93ID:JpRt7/37
時計メーカーが飛びつくのかな
測定器メーカーが先か
60ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/27(水) 21:23:42.40ID:3AYUCGBO
スペックを落としてもいいから、早く量産化してほしいね。
スマホとは言わないまでも、色んな機器に搭載されて原子時計が身の回りにあふれれば通信とかその辺の周辺技術に技術革新が起きるのではなかろうか。
2019/02/27(水) 22:57:33.89ID:SMLX7b6s
>>60
スペック落とすなら水晶振動子でいいじゃん
小型、軽量、省電力、低コスト全て満たしているよ

この強力なライバルに打ち勝つためには精度を下げることは有り得んよ
62ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/28(木) 14:09:03.68ID:TU08LJx6
>>60
技術革新が起こるよ
通信が影響大だね
2019/02/28(木) 18:18:12.82ID:UF1Zzgwl
どういうふうに変わるの
64ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/02/28(木) 19:59:24.49ID:MrUxSN2O
>>63
>>54
65ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/03/01(金) 02:02:57.10ID:Tb+lWxdT
>>63
測定器が段違いに正確になる
そうすると製品設計から検査までが高度高品質になる
1mm単位しか測れないモノサシを使うのと
1ミクロン単位で測れるモノサシじゃ大違いでしょ
レーザー距離計なんてものがあるけど精度が上がれば自動運転の役に立つよ
今だと頑張っても2-3cmの計測誤差が出る
頑張らなくても0.1mmの誤差ならトータルの価格も下がるだろうね
2019/03/01(金) 03:46:42.03ID:jznZOidH
>>65
わかりやすい説明ありがとう
67ニュースソース検討中＠自治議論スレ
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2019/03/01(金) 04:14:06.06ID:9aMimEst
>>65
時刻の精度と時間差の精度の区別がつかない池沼か
68ニュースソース検討中＠自治議論スレ
垢版 |
2019/03/01(金) 04:20:07.69ID:sgvABaIx
＞2.2×10-12の長期周波数安定度を達成したとしており



で、それ安いの？
そんくらい別な方法で容易に達成可能ですけどん(フン♪
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