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MIT、LSIに搭載可能な安価かつ低消費電力の分子時計を開発--精度は原子時計並み

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 マサチューセッツ工科大学(MIT)の研究チームは、半導体チップに実装可能で、安価に製造できる分子時計を開発した。

半導体チップに実装可能な分子時計(出典:MIT)
半導体チップに実装可能な分子時計(出典:MIT)

 この分子時計は、硫化カルボニル(OCS)分子を含むガスに高周波(231.060983GHz)を照射してOCS分子を回転させ、その共振状態を基準クロックとして時間計測する。既存のCMOS製造プロセスを使ってLSIに組み込める。

既存のCMOS製造プロセスでLSIに組み込める(出典:MIT)
既存のCMOS製造プロセスでLSIに組み込める(出典:MIT)

 実験したところ、1時間当たりの平均誤差は1マイクロ秒未満だったという。この精度は、小型の原子時計に匹敵し、スマートフォンなどで一般的な水晶発振時計の1万倍高い。さらに、原子時計と違って消費電力は66mWと極めて少なく、スマートフォン用チップなどへの実装が可能という。

 研究チームは、この分子時計がスマートフォン用GPSの高精度化につながると考える。

 GPSでは、人工衛星の出す時刻信号を受信し、三角測量の原理を応用して位置を決定する。その際、電波の受信状況が悪いと、正確な位置を求められず大きな誤差が生じてしまう。参照する衛星の数を増やせば精度は高められるものの、計算などに時間がかかる。

 ここで、極めて高い精度の時間計測ができると、GPS衛星からの情報を補足することで、悪い電波状況でもより正確な位置情報の把握が可能になる、としている。

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