Η ακρίβεια του χρόνου είναι τα πάντα στον σύγχρονο πόλεμο, όπου ακόμα και ένα απειροελάχιστο χρονικό διάστημα μπορεί να κάνει τη διαφορά μεταξύ επιτυχίας και αποτυχίας σε μια συντονισμένη επίθεση με drones ή πυραύλους. Η Κίνα φαίνεται να έχει κάνει ένα μεγάλο βήμα μπροστά σε αυτόν τον τομέα, με τη μαζική παραγωγή του μικρότερου ατομικού ρολογιού στον κόσμο. Οι ερευνητές πίσω από αυτή την τεχνολογία υποστηρίζουν ότι θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στον πόλεμο με drones, την υποβρύχια πλοήγηση και τις επικοινωνίες στο πεδίο της μάχης.
Το ρολόι, που αναπτύχθηκε από μια ερευνητική ομάδα υπό τον καθηγητή Chen Jiehua από το Κέντρο Έρευνας Τεχνολογίας Δορυφορικής Πλοήγησης και Εντοπισμού Θέσης του Πανεπιστημίου Wuhan, χάνει μόλις ένα δευτερόλεπτο κάθε 30.000 χρόνια, σύμφωνα με την εφημερίδα Changjiang Daily. Η συσκευή έχει διαστάσεις μόλις 2,3 κυβικά εκατοστά (0,14 κυβικές ίντσες), δηλαδή λιγότερο από το ένα έβδομο του μεγέθους των κορυφαίων αμερικανικών μοντέλων και περίπου στο μέγεθος ενός νυχιού.
«Ακόμα και όταν τα παραδοσιακά ατομικά ρολόγια μικρύνουν, το ελάχιστο όριο όγκου παραμένει στις εκατοντάδες κυβικά εκατοστά και η ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας φτάνει τουλάχιστον τα λίγα βατ», δήλωσε ο Chen στην εφημερίδα. Σύμφωνα με τον ίδιο, οι ΗΠΑ έχουν παράγει ένα προϊόν 17 κυβικών εκατοστών, αλλά η ομάδα του έχει ένα ρολόι με συγκρίσιμη απόδοση, παρόλο που είναι πολύ μικρότερο.
«Έχουμε επιτύχει μαζική παραγωγή ατομικών ρολογιών σε μέγεθος τσιπ, εφαρμόζοντάς τα με επιτυχία σε συστήματα συγχρονισμού χρόνου, όπως micro-PNT [εντοπισμός θέσης, πλοήγηση και χρονισμός], BeiDou υποβρυχίως [το κινεζικό αντίστοιχο του GPS], δορυφόρους χαμηλής τροχιάς και σμήνη drones. Λόγω του συμπαγούς μεγέθους και της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, αυτό το νέο προϊόν έχει ευρείες προοπτικές στην αγορά.»
Η σμίκρυνση είναι εφικτή επειδή η ομάδα χρησιμοποιεί ένα κβαντικό οπτικό φαινόμενο γνωστό ως «παγίδευση συντονισμένης πληθυσμιακής κατάστασης» (coherent population trapping), αντί της τεχνικής κοιλότητας μικροκυμάτων που χρησιμοποιείται σε παλαιότερα ατομικά ρολόγια. Στα συμβατικά ατομικά ρολόγια, τα μικροκύματα αλληλεπιδρούν με άτομα σε μια συντονισμένη κοιλότητα για να δημιουργήσουν μια σταθερή αναφορά συχνότητας, αλλά αυτό θέτει φυσικά όρια στο πόσο μικρή μπορεί να είναι η συσκευή.
Ωστόσο, τα ρολόγια που βασίζονται στην παγίδευση συντονισμένης πληθυσμιακής κατάστασης διαθέτουν ένα μικροσκοπικό κύτταρο που περιέχει αλκαλικά άτομα, όπως το ρουμπίδιο, και χρησιμοποιούν δύο συχνότητες που παράγονται από ένα διαμορφωμένο ημιαγωγό λέιζερ. Όταν η διαφορά συχνότητας μεταξύ των δύο οπτικών πεδίων ταιριάζει ακριβώς με το ενεργειακό χάσμα μεταξύ δύο ατομικών βασικών καταστάσεων, τα άτομα εισέρχονται σε μια ειδική κβαντική κατάσταση που ονομάζεται «σκοτεινή κατάσταση». Σε αυτήν την κατάσταση, τα άτομα σταματούν να απορροφούν φως και εμφανίζεται μια στενή κορυφή μετάδοσης στο οπτικό σήμα, παρέχοντας μια σταθερή αναφορά συχνότητας.
Επειδή το σήμα παράγεται χρησιμοποιώντας συμπαγή λέιζερ και μικροκατασκευασμένα κύτταρα ατμών, ολόκληρο το ατομικό ρολόι μπορεί να ενσωματωθεί σε ένα σύστημα σε μέγεθος τσιπ, μειώνοντας δραματικά το μέγεθος και την κατανάλωση ενέργειας.
Μέλη της ερευνητικής ομάδας έχουν ιδρύσει μια θυγατρική εταιρεία, την Taifs (Wuhan) Technology Co, με την υποστήριξη της κρατικής εταιρείας Yangtze River Industry Group, για να παράγουν τα ρολόγια σε μεγάλη κλίμακα. Σύμφωνα με την Changjiang Daily, η εταιρεία πούλησε αρκετές εκατοντάδες μονάδες το 2024, με την ζήτηση να αναμένεται να αυξηθεί κατακόρυφα.
Ωστόσο, παραμένουν προκλήσεις. Το υψηλό κόστος και οι απαιτήσεις απόδοσης των εξειδικευμένων λέιζερ εξακολουθούν να περιορίζουν την ευρεία υιοθέτηση, αλλά η Yangtze River Industry Group ελπίζει να χρησιμοποιήσει την οικονομική της δύναμη για να βοηθήσει την Tafis να ξεπεράσει το πρόβλημα. «Η Yangtze River Industry Group αξιοποιεί τα οικονομικά και τα πλεονεκτήματα των πόρων της για να βοηθήσει τις επιχειρήσεις να ξεπεράσουν βασικές τεχνικές προκλήσεις σε βασικά εξαρτήματα και να προωθήσει αυτοματοποιημένη μαζική παραγωγή για τη μείωση του κόστους», δήλωσε στην εφημερίδα ο Gou Fei, διευθυντής επενδύσεων στην Yangtze River Beidou, θυγατρική της Yangtze River. «Στο μέλλον, καθώς το κόστος μειώνεται, τα ατομικά ρολόγια σε μέγεθος τσιπ θα επιτύχουν ευρύτερες εφαρμογές στους στρατιωτικούς και πολιτικούς τομείς επικοινωνιών».
