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【機械工学】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[07/31]

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1: しじみ ★ 2018/07/31(火) 23:37:55.40 ID:CAP_USER

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。

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。

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。

no title

no title

https://japan.cnet.com/article/35123251/

11: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 00:15:03.83 ID:+uGASAI/

>>1
>既存のCMOS製造プロセスを使ってLSIに組み込める。

ウソつくなボケカス!

2: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 23:38:28.15 ID:JIlhm+fX
800円のCASIOがさらに高精度になるのか

3: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 23:42:34.35 ID:YAEpze7W
だからってスマホのGPSが糞なのは変わらない

23: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 09:32:26.71 ID:AsMV1EK9
>>3
時計が正確になるって言っとるやんけ。
距離は速さ×時間や。忘れたんか。GPSも正確になる。

4: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 23:44:48.34 ID:8k5zTEAD
無重力圏内と地表では分子の回転数が同じじゃないんだろ?

5: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 23:45:11.37 ID:cJQ+KmPY
腕時計に使えるってことだな。

33: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 19:37:09.98 ID:/vyTlOeS
>>5
66mWだと腕時計は無理だな
(アポーウォッチみたいに毎日充電するなら別だが w)

6: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 23:46:27.62 ID:WiWUVgsp
世界の時計の歴史を数百年早めてしまった日本製クオーツ(水晶振動子)

7: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 23:48:05.60 ID:SjA2SRGN
ないな。
GPSの制度は国防上上げることはできない。

32: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 19:34:18.17 ID:/vyTlOeS
>>7, >>27
いつの時代の人だよ w

8: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 23:51:56.47 ID:28a4KeSM
で生命はなにでクロックとってんのよ

17: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 07:19:49.22 ID:OHRq16oD
>>8
心臓の拍動15億回

12: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 00:16:32.34 ID:+uGASAI/
日本企業か大学が似たような技術提案していた気がする

13: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 00:29:53.56 ID:nBATG6xQ
機械工学じゃねえじゃん

15: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 01:02:59.84 ID:W0ZVOwI+
>>13
ここの鰡にそういうの期待しちゃアカン

14: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 00:57:10.55 ID:I5GV977p
なかなか便利だな。
時計にも積めば工場出荷時に設定して時間変更できない時計とか出てくるかもな。

16: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 02:03:57.37 ID:sdeMCHNu

>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。

普通やよい電波状況でもこれまでより、はダメなのか

18: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 07:41:25.72 ID:LitMQH9H
オーディオマニア大喜び

19: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 08:01:50.87 ID:x3hdlFfA
温度、電圧変化による影響はクリアしたのか。
だったら凄い。
ナビスター衛星の高価でデカい原子時計が不要になるのか。

20: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 08:04:34.76 ID:LkyTLAZp
100万時間で1秒以下か 114年で1秒とな

21: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 08:34:55.00 ID:kq309UXN
消費電力66mWならまだ腕時計サイズにはならない。
今は弁当箱サイズ。

22: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 09:18:17.09 ID:TwacD7wK
昔NASAで使われてるボールペンとか売ってたけど、同じノリで安い腕時計で、
余白にドデンと「MIT」って書いてある時計発売してほしいw

24: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 09:46:28.63 ID:ySpZlqDb

水晶発振器の価値が・・・

世界シェア98%、日本の独占産業なのに

25: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 10:04:33.49 ID:HxJS4Jn/

クオーツ時計が発明されて大方100年、やっと取って代わる技術が現れたか。

技術の進歩は速いようで遅いな。

内燃機関や電気モーターに取って代わる動力はまだ見つかってないし。

26: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 10:31:33.91 ID:lq3x3Sjq
66mWは発振子の消費電力としてはデカすぎるだろう。
水晶発振子の消費電力はその1000分の1以下だぞ。
いくら精度が高いっていってもなぁ。

27: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 13:28:59.38 ID:mKKsbNme

でも民生用の信号にはわざと誤差を入れてるんでしょ?

デファレンシャルなら高精度になるって話?

でもパラメータ1個分だけだよね?

28: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 18:13:13.30 ID:HxZ4j1Jh
さすがMITだな

29: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 18:36:52.29 ID:+Gcg9SbO
浦島効果をスマホで実測出来る未来が来るのか

30: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 18:56:59.31 ID:pDryGVkX
温度管理しなきゃダメってオチじゃないの?
GPSにしても、4衛星で時刻同期させて、位相まで使って精度出しても
電子密度等からくる誤差がでかすぎて、単に時間精度上げても位置精度向上は無理
補正項貰えば今の時間精度で十分だしな

31: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 19:18:13.38 ID:weamZSrq
分母時計はよ

34: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 20:04:51.53 ID:HwGGyoCc
特許が切れればカシオが省電力タイプを開発して腕時計に量産する。かも。

35: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/03(金) 06:42:27.56 ID:kqwT639n
なにげに本当なら革命的じゃね
あらゆるものがタイミングを合わせるための工夫に心血をそそいできたわけで
それから開放されるといろんなものが大きく変わる
いろんな機械が小さくなるしコンピュータも全て影響する

36: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/03(金) 07:22:47.51 ID:Z4dErVcB
こうなると相対論的誤差が問題になってくるな しょっちゅう海外旅行に行くやつとか
赤道付近と極地とか高地住民とかで時間の進み方が違うからな

39: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/04(土) 03:53:57.37 ID:55sNv++/
5月に買った2000円の腕時計がいまだひと月1秒以内の誤差だったからこれ以上は電波自動補正でもなきゃどうでもいいや。
でも電波じゃないから電池が10年持つってのもいいところ。

40: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/04(土) 04:00:04.80 ID:55sNv++/
精度のいいクロックを切るデバイスがあれば、パソコンやスマホのバスも末端でそれぞれのデバイスが同じクロックを刻んでることをす前提に全体の処理速度がかなり底上げされる同期方式が発明されるかも

41: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/04(土) 11:18:52.98 ID:k2N+Kkn7

>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。

距離に換算すると一時間に300mずれるってことで、

>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。

とか無理

55: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 17:35:50.19 ID:A7ePIDZx
>>51
それは俺が>>41で既に指摘してることだが、お前はそれを猿真似しつつ意味がわかってないからロシア版
GPSの絶対精度の話とごっちゃにしたってこと

42: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/04(土) 11:36:55.52 ID:e5AFn+U0
電波時計 涙目

43: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/04(土) 11:39:17.88 ID:jqLK7OQ5

ぶっちゃけ言っちゃうと、GPSってのは衛星に載せてる高性能な原子時計がミソで、
最初に受信する側の時計をそれに合わせてから距離を測りましょうっていう技術だから
受信側の時計の精度が1マイクロ秒なのはあまり意味が無かったりする。

現在でも0.01マイクロ秒以下の誤差に合わせてから測定してるんだけど
これ単品では精度が全然足りない。(とはいえロシア版GPSは大体これくらいの精度だったりする)

50: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 07:13:33.98 ID:A7ePIDZx

>>43
>これ単品では精度が全然足りない。(とはいえロシア版GPSは大体これくらいの精度だったりする)

一時間に1マイクロ秒ずれるのと絶対精度が1マイクロ秒なのとごっちゃ

51: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 09:49:49.54 ID:g6ii3Ffc

>>50
いや、一時間後に測位しなおせば数百m分の誤差が累積してるから
結局、時計合わせからやり直しじゃんってこと

↓実際はこんな目的のためには使えないんだろうなぁっていう
>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。

52: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 10:04:49.97 ID:14BPQaop
>>51
GPS測位で、「誤差が累積」?
ワケわからん。

44: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 01:56:16.51 ID:SKn9BHcM
一年は8760時間だから、1年間に平均8.8ミリ秒もずれるのかな?

46: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 06:44:40.36 ID:oBkKl4RR
>>44
いまの腕時計用の高級グレードのクォーツより優秀じゃん

45: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 01:58:09.63 ID:vG26vS/o
腕時計としてなら「一生に1秒しかずれません」で売り出せるとみた

47: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 06:56:07.80 ID:kPPpibNH
笑わせるな グランドセイコー9Fキャリバーで年差10秒程度 1000倍悪いわ

53: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 10:19:21.02 ID:oYZAUb2u
水晶発振時計よりでかい

54: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 10:33:16.29 ID:Eh1Igqcm

リカチョンキムチ

裏入学医学部なので難しい事はさっぱり分からず 何も絡めず

56: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 20:50:04.42 ID:qmlWJSgK

1時間かけて4機のみ衛星補足でそれぞれ一回のみ電波受信しかできない状況だったら誤差300mになるかもな
1分の間に4機補足できれば5m
ちなみに水晶発振器だったら1秒で200mもズレるから同時計測が基本
数分間といえど同時計測の制限をはずせるのが重要

悪天候なんかでポツポツとしか補足できない場合に力を発揮する

57: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 21:01:33.13 ID:14BPQaop
>>56
何言ってのか、さっぱりわからん。

58: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 21:09:40.28 ID:qmlWJSgK
>>57
さっぱりってことは測位の仕組みわかってないって事かな
なぜ現状のGPS受信機で4機の同時計測が必要かわかってるなら多分通じると思うんdが

62: 57 2018/08/06(月) 01:12:22.97 ID:78rkLbhk
>>58,60
いや、測位の原理は知ってる。

64: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/06(月) 04:57:51.86 ID:3wvzSA5E
>>62
知ってて>>57はありえんやろ
>>56がおかしいって言いたいならおかしいところを指摘しな

66: 57 2018/08/06(月) 08:36:55.04 ID:78rkLbhk

>>64
>>>56がおかしいって言いたいならおかしいところを指摘しな

受信したときの位置が未知変数だから、時刻を変えて受信したら拘束条件が足りず、解けない。

68: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/06(月) 12:19:23.75 ID:0KecKTp+
>>66
だからその時刻の誤差の話だろ

69: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/06(月) 14:22:12.26 ID:dRPBBtcA
>>68
移動してる場合、一分前に得た情報は今の位置では違う情報だったはずだから、再取得するしかない

70: 57 2018/08/06(月) 19:00:42.11 ID:mDCCGpVf
>>68
誤差じゃなくて、位置そのものが求まらんつうの、あほう。

60: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 21:30:10.97 ID:qM+XbhUD
>>57
とりあえずこれぐらいは読んどけ
https://ja.m.wikipedia.org/wiki/グローバル・ポジショニング・システム

59: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/05(日) 21:29:58.09 ID:A7ePIDZx

>>56
>数分間といえど同時計測の制限をはずせるのが重要

ほとんど意味ないのに、重要?

63: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/06(月) 01:34:09.73 ID:fhYi/j7S
水晶発振、トランス、スピーカーなど発明されたのは古いけど、今だに使われているデバイスの典型だな。
トランスなどは効率90%越えてこう言うものなどそうザラに無い、欠点はガサばって重いこと。

67: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/06(月) 11:03:17.02 ID:bM5PPgrc
OCSは200nmぐらいのレーザーでCOとS(1D)に分裂する

71: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/06(月) 20:06:38.45 ID:0KecKTp+

>>69-70
まじで
https://ja.m.wikipedia.org/wiki/グローバル・ポジショニング・システム
を理解できてないのかよ…
衛星が3個しか受信できてないときの話だぞ

受信時刻 {\displaystyle t} tはGPS受信機の時計の値であり、もしそれが正確ならば、受信機の位置である三つの変数(未知数)x, y, zを得るために最低三本の連立方程式があれば良い。

しかしGPS受信機の時計はそれほど正確ではなく、受信時刻 {\displaystyle t} tも未知数とする必要がある。したがって、4つの衛星から受信することで、これら4つの未知数を求められる。

72: 57 2018/08/07(火) 00:00:05.70 ID:+ovvh7IV

>>71
3機同時受信ならな。
だが、この文↓でそんな意味にはならない。

「1時間かけて4機のみ衛星補足でそれぞれ一回のみ電波受信しかできない状況だったら誤差300mになるかもな
1分の間に4機補足できれば5m
ちなみに水晶発振器だったら1秒で200mもズレるから同時計測が基本
数分間といえど同時計測の制限をはずせるのが重要」

75: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/07(火) 04:59:40.52 ID:8S3gA4/k
>>72
お前の日本語理解力がないだけ

76: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/07(火) 05:03:35.60 ID:2lvw4DyW
>>75
お前どんだけ馬鹿なんだ?

77: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/07(火) 06:22:01.65 ID:+ovvh7IV
>>75
ばか。

73: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/07(火) 00:18:17.59 ID:vmWU8ghZ
クオーツに次ぐ革命来たな。
自動制御も工作機械も、オーディオも全て制度が上がるわ

74: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/07(火) 01:15:47.24 ID:w3zcHmOc
>>73
いやオーディオはすでに原子時計レベルの精度が要求されている
たとえばCD製作現場でも実際にセシウム原子時計が使われているし
オーディオ用ルビジウム原子時計も市販されている

78: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/07(火) 06:26:49.80 ID:A3mjZlfx
喧嘩すんな。勃起したちんこに腕時計ぶら下げてプルプル回して遊べば楽しい気分になるぞ。

79: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/07(火) 06:41:23.51 ID:gi6NUuqG
>>76-77
馬鹿としか言えなくて残念だったな w

80: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/07(火) 07:42:28.67 ID:/pwLrGrd
>>79
残念でもなんでもないけど。
馬鹿は馬鹿なりに勝手に勝ち誇って下さい。

82: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/07(火) 08:18:27.31 ID:gi6NUuqG

>>80
相変わらずバカとしか言えないんだな

>>81
で?
理解できたのか? w

84: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/07(火) 08:46:36.71 ID:2lvw4DyW
>>80
日本語通じない相手だしな

86: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/09(木) 17:00:54.54 ID:DO5+Eg86
昔は超音波同期でクォーツめいた時間カウントをやる腕時計もあったよね。
あれっていまもメンテできるんだろうかw

87: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/14(火) 01:26:34.66 ID:T4krKNio
昔、電気式の音叉時計というのがあった。
その音叉をもっと周波数の高くて堅くて損失の少ない
水晶発振子に置き換えてクオーツ時計が作られた。
最初は大きい装置だったが、努力して壁掛けサイズになって、
それをさらに小型化して腕時計になった。そこの部分は
日本が技術開発した。

88: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/14(火) 18:42:53.46 ID:T4krKNio
それにしても、原子時計は温度に依存した周波数変化などなさそうなのに、
なぜずれる可能性があるのだろうか? 太陽が地球の周りを回っていて
その重力の影響? 引き潮満ち潮の影響?

92: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/24(金) 14:31:13.16 ID:PZ2lsI1B
分子の振動数が温度に依存するのはなぜ?

引用元

http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1533047875/

管理人からひと言

頭いい話してる

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