基于纠缠信号的高精度时钟同步技术研究
高精度网络时钟同步算法研究
高精度网络时钟同步算法研究近年来，随着计算机技术的迅猛发展，网络在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。
而网络时钟同步作为保障网络正常运行的一项核心技术，也备受关注。
其中，高精度网络时钟同步算法更是备受关注，本文将对其进行研究。
首先，我们需要了解什么是网络时钟同步。
网络时钟同步是指通过某些手段，使得不同主机上的时钟在精度和时间上保持一致。
这对于网络中诸如数据传输、时序控制等重要应用十分关键。
而网络中数据的传输实际上是通过数据包进行的，因此网络时钟同步算法的核心也是围绕数据包的传输延迟展开的。
常用的网络时钟同步协议包括NTP、PTP等，但它们的精度都不高。
因此，研究高精度网络时钟同步算法具有重要的意义。
接下来，我们将介绍两种常用的高精度网络时钟同步算法。
第一种算法是基于延迟差分的时钟同步算法。
该算法通过测量两台主机之间数据包的往返延迟，并结合主机时钟的频率估计值，计算出两台主机之间的时间差，从而达到时钟同步的目的。
该算法有着较高的精度和稳定性，并且不需要特殊硬件支持，广泛应用于分布式计算系统、智能制造等领域。
但是，该算法也存在一些缺点。
由于网络中数据包的延迟是不断变化的，因此算法的误差也随之不断波动，需要采用一些算法优化策略才能提高其精度和稳定性。
第二种算法是精度更高的基于频率差分的时钟同步算法。
该算法通过比较两台主机的时钟频率差异，计算出其时间差，从而实现时钟同步。
与延迟差分算法相比，该算法更加精确且稳定，适用于对时延要求高的系统中，如金融交易系统和航空交通管制系统等。
不过，该算法也存在一些限制。
由于其需要对时钟频率进行频繁的测量和计算，因此对主机的处理能力要求较高。
而且对于不同类型的主机，其时钟频率差异也不尽相同，需要配备专门的硬件支持。
总的来说，高精度网络时钟同步算法在现今的计算机网络领域中有着非常重要的作用。
在实际应用中，我们需要选择不同的算法来满足不同场景下的要求。
同时，对于算法的优化和改进也是不断发展的，希望未来能够取得更好的成果。
超高精度时钟同步技术研究与实现方法
超高精度时钟同步技术研究与实现方法摘要：随着计算机网络和通信技术的发展，对时钟同步精度的要求越来越高。
本文介绍了超高精度时钟同步技术的研究与实现方法，包括网络时钟同步协议、时延测量方法和时钟频率校准等方面的内容。
通过对超高精度时钟同步技术的研究，可以提高计算机网络的可靠性和性能。
一、引言计算机网络的高可靠性和高性能对时钟同步精度有着严格要求。
在实时数据传输、分布式计算和网络安全等应用场景下，时钟同步的精度要求可以达到纳秒级甚至更高。
因此，研究和实现超高精度时钟同步技术对于提高计算机网络的可靠性和性能至关重要。
二、网络时钟同步协议网络时钟同步协议是实现时钟同步的基础。
常用的协议有NTP（Network Time Protocol）、PTP（Precision Time Protocol）和SyncE（Synchronous Ethernet）等。
这些协议利用网络中的时钟源进行时钟同步，通过同步消息的传递和时钟校正等机制实现。
NTP是一种常见的时钟同步协议，它通过分层的时钟体系结构实现时钟同步。
NTP协议分为时钟源、本地时钟和客户端三个层次，时钟源通过真实时间源（如GPS）提供时钟参考，本地时钟根据时钟源校正本地时钟，客户端则通过本地时钟与服务器同步。
PTP是一种更高精度的时钟同步协议，主要用于局域网和广域网环境中。
PTP协议采用分布式时钟体系结构，通过同步和校正机制实现高精度时钟同步。
SyncE是一种用于以太网中的时钟同步技术，通过以太网的同步以及校正机制实现时钟同步。
SyncE可以在统一Ethernet接口上实现高精度的时钟同步。
三、时延测量方法为了实现高精度的时钟同步，需要准确测量数据传输和传播的时延。
常见的时延测量方法有单向时延测量和往返时延测量。
单向时延测量是通过发送和接收数据包的时间戳来计算时延。
发送端会在数据包中加入时间戳，并在接收端进行相应的计算和校正。
往返时延测量是通过发送端发送一个请求信号，接收端收到后返回一个响应信号的时间差来计算时延。
量子纠缠如何应用于高精度测量
量子纠缠如何应用于高精度测量在当今科技飞速发展的时代，量子纠缠这一神秘而又令人着迷的量子力学现象，正逐渐从理论走向实际应用，尤其在高精度测量领域展现出了巨大的潜力。
那么，量子纠缠究竟是如何在这一领域发挥作用的呢？要理解量子纠缠在高精度测量中的应用，首先得明白什么是量子纠缠。
简单来说，当两个或多个粒子相互作用后，它们的量子态会变得相互关联，即使相隔很远，一个粒子的状态发生变化，另一个粒子的状态也会瞬间相应改变，这种神奇的现象就是量子纠缠。
量子纠缠在高精度测量中的一个重要应用是实现更精确的时钟同步。
传统的时钟同步方法往往受到环境干扰和测量误差的影响，导致精度有限。
而利用量子纠缠的特性，可以大幅提高时钟同步的精度。
想象一下，有两个处于纠缠态的原子钟，它们之间的时间信息通过量子纠缠紧密相连。
由于量子纠缠的瞬时传递特性，能够实现对时间的更精准测量和同步，这对于通信、导航等领域具有极其重要的意义。
在测量微小的物理量方面，量子纠缠也大显身手。
比如测量微小的位移、力或者磁场等。
以测量微小位移为例，通过让处于纠缠态的粒子与被测量物体相互作用，测量其中一个粒子的状态变化，就能根据量子纠缠的关系准确推断出物体的位移情况。
而且，由于量子纠缠的存在，测量的灵敏度和精度能够远远超越传统测量方法的极限。
量子纠缠还在引力波探测中发挥着关键作用。
引力波是爱因斯坦广义相对论预言的一种极其微弱的时空涟漪。
探测引力波需要极其灵敏的测量设备，而量子纠缠技术为提高探测灵敏度提供了新的途径。
通过将探测器中的微观粒子制备成纠缠态，可以增强对引力波引起的微小变化的感知能力，从而更有可能捕捉到来自遥远宇宙深处的引力波信号。
此外，量子纠缠在量子传感器中也有着广泛的应用。
量子传感器利用量子力学的原理来实现对物理量的高精度测量。
例如，基于量子纠缠的磁力计能够测量极其微弱的磁场变化，这对于地质勘探、生物医学等领域都具有重要的应用价值。
在地质勘探中，可以帮助探测地下的矿产资源；在生物医学中，可以用于检测生物体内微小的磁场变化，从而为疾病的诊断提供更准确的依据。
IEEE1588精密时钟同步协议的研究与实现的开题报告
IEEE1588精密时钟同步协议的研究与实现的开题报告一、选题背景：随着信息技术的不断发展，计算机、通信、控制等领域对精确时间同步的需求越来越高。
例如，在通信领域，VoIP、视频会议等实时应用需要保证网络中的各节点时间同步，以保证通信质量。
而在控制领域，多个设备需要协同工作，需要同步时钟，否则就会导致系统崩溃。
此外，金融、无线电通信等领域对时间同步的要求也日益严格。
传统的时间同步方法主要依靠网络中的网络时间协议(NTP)或者数字钟同步协议(DCF77)等，但是它们在精度、可靠性、抗干扰性等方面存在一定的局限性。
因此，IEEE1588精密时间协议应运而生。
二、选题意义：IEEE1588是一种精密时间同步协议，其特点是精度高、可靠性强、可扩展性好和自适应性等。
该协议已经广泛应用于工业自动化、电力系统、通信和交通等领域，成为了实时应用的首选。
本课题旨在研究IEEE1588协议的相关技术，并结合具体应用场景，实现一个可靠高效的IEEE1588精密时间同步系统，以满足实时应用对时间同步的需求。
三、研究内容：（1）IEEE1588协议的相关技术研究，包括协议架构、时钟模型、时钟同步算法等方面的内容。
（2）IEEE1588精密时间同步系统的设计和实现，考虑到各种实际应用情况，应该充分考虑各种能影响系统稳定性的因素，如时延、抖动、同步误差等。
（3）对系统进行实验验证，比较不同因素对系统影响的情况，优化系统的性能和稳定性。
四、研究方法：（1）文献调研法：对IEEE1588协议的相关领域进行查找和学习，对相关论文进行调研和分析，逐步建立自己的知识体系。
（2）实验法：通过开发一个IEEE1588精密时间同步系统的实现，探究和验证系统的可靠性、精度和效率等方面的因素。
（3）对比分析法：在实验中，结合其他同步算法进行对比分析，以进一步优化IEEE1588的效能和稳定性。
五、预期成果：完成一个基于IEEE1588精密时间同步协议的实时同步系统，能够完整演示各个环节的功能和算法，对系统性能和稳定性进行评估和优化，为实现更高效的精密时间同步应用提供可行的方案。
量子技术在卫星通信中的实际应用
量子技术在卫星通信中的实际应用随着科学技术的不断进步，量子技术正日益成为卫星通信领域的重要应用之一。
由于其独特的性能和特性，量子技术为提高通信安全性、加快传输速度以及实现更高质量的卫星通信提供了巨大潜力。
本文将探讨量子技术在卫星通信中的实际应用，并探讨其对未来通信发展的影响。
首先，量子技术在卫星通信中的一个主要应用领域是量子密钥分发。
量子密钥分发是通过利用量子力学的原理，实现安全的密钥共享。
在传统的加密通信中，密钥是通过公开信道进行传输，存在被窃取的风险。
而量子密钥分发技术可以在发送和接收端同时产生一对相同的密钥，且这个过程是基于量子纠缠的，即使被监听，也无法获取到完整的密钥信息，从而保证通信的安全性。
卫星通信中，通过将量子密钥分发设备安装在卫星上，可以实现跨越长距离的量子密钥分发，为通信提供高度安全的加密方法。
其次，量子技术在卫星通信中的另一个重要应用是量子随机数生成。
在通信领域中，随机数的生成是非常重要的，用于加密算法、认证协议等多个方面。
而传统的伪随机数生成算法，存在被破解和预测的风险。
而量子随机数生成技术利用了量子系统的随机性，通过观测单个量子的性质来生成真正的随机数序列。
通过在卫星通信系统中应用量子随机数生成技术，可以有效提高通信过程中的安全性和隐私性，从而抵御针对随机数生成的攻击。
此外，量子技术还可以应用于卫星通信中的量子中继。
在传统的卫星通信中，信号需要通过多个中继站点的跳转才能实现传输，这样会导致信息的损耗和延迟。
而引入量子中继技术后，可以在传输过程中保持信号的量子状态，降低传输损耗，并且大大减少通信的延迟。
量子中继技术通过在卫星上部署量子存储和量子传输设备来实现，可以有效提高卫星通信的传输效率和可靠性。
最后，量子技术还可以应用于卫星通信中的量子时钟同步。
在传统的通信系统中，时间同步是非常重要的，用于确保各个系统之间的协调和数据的准确性。
而量子时钟同步技术通过利用量子纠缠态，实现高精度的时钟同步，并且具有防窃听和防篡改的特点。
高精度计算机网络时钟同步技术的研究的开题报告
高精度计算机网络时钟同步技术的研究的开题报告一、选题背景和意义计算机网络已经深入各个领域，几乎承载了所有信息的传输和处理任务。
然而，网络中的计算机间时间同步问题对于许多应用程序是至关重要的。
例如，在金融领域，网络中的计算机必须保持时间同步，以便在交易执行过程中保证数据的一致性和准确性。
因此，解决计算机网络时间同步问题是保证网络应用程序正确和高效运行的关键。
当前常见的时钟同步协议包括NTP、PTP和TPSN等，但是针对高精度同步的要求，这些协议存在一些限制和不足。
例如，NTP协议只能实现微秒级别的同步，而PTP协议需要硬件支持，且在长距离网络中的同步效果不如TPSN协议好。
这些限制使得网络中高精度的时钟同步变得非常困难。
因此，本研究旨在提出一种高精度的计算机网络时钟同步技术，能够在网络中实现纳秒级别的精度，并能够适应各种网络环境，满足不同应用程序对于时间同步的要求。
二、研究内容和方法本研究将分析当前常见的时钟同步协议的优缺点，重点探究NTP、PTP和TPSN协议的原理和实现方法，并结合某些具体应用场景进行实验验证。
基于对现有协议的研究基础上，提出一种针对高精度同步的计算机网络时钟同步技术，通过改进现有协议或提出新的同步算法，从而实现纳秒级别的时间同步，提高网络中应用程序的效率和准确性。
具体的研究方法包括：1.对现有时钟同步协议进行问题分析和改进方案比较。
2.设计高精度时钟同步算法，并提出相关的实现方案。
3.对新算法进行实验验证，并与现有算法进行性能比较分析。
三、预期研究结果本研究预期得出一种高精度的计算机网络时钟同步技术，该技术能够实现纳秒级别的时间同步，适应不同网络环境下的应用要求，并具有以下优点：1.针对高精度同步的要求，能够克服现有协议的限制，提供更为准确的时间同步。
2.能够实现网络中的时钟同步，提高各种应用程序的效率和准确性。
3.为未来更高要求的计算机网络时钟同步提供了一个良好的研究基础。
高精度定位系统中的导航与时钟同步技术研究
高精度定位系统中的导航与时钟同步技术研究导航与时钟同步技术在高精度定位系统中是至关重要的。
在定位系统中，精确测量时间对于计算接收机到卫星的信号传播时间至关重要。
正确的导航和时钟同步技术可以提高定位系统的精度和准确性，对于一些关键应用领域如导航导弹、空中交通管制以及地震预警等具有重要意义。
首先，导航技术在高精度定位系统中的应用非常广泛。
导航技术可以精确计算卫星的位置并跟踪其运动轨迹。
通过接收来自多颗卫星的信号，系统可以计算出自身的位置。
然而，接收到卫星信号的时间是测量定位系统精度的关键因素之一。
因此，导航系统必须准确计算卫星信号在空中传播所需的时间。
为了达到高精度定位，系统需要使用精确的导航算法并确保所有收信机都具有准确的时钟。
其次，时钟同步技术在高精度定位系统中也是至关重要的。
时钟同步是指多个时钟设备之间的时间精确同步。
在定位系统中，卫星和接收机之间的精确时间同步使得接收机能够精确测量信号的传播时间，并计算出自身的位置。
然而，普通时钟可能存在时间漂移和偏差，因此在定位系统中需要采用更为精确和可靠的时钟同步技术。
高精度的时钟同步可以确保定位系统的测量结果准确无误。
高精度定位系统中的导航与时钟同步技术研究面临一些挑战。
首先，导航技术需要考虑卫星的位置及其轨道预测的精确性。
由于卫星运动受地球引力、大气层影响以及其他因素的影响，预测卫星位置变得更加困难。
因此，需要研究新的算法和方法来提高导航系统的精度和可靠性。
其次，时钟同步技术需要解决时钟漂移和偏差等问题。
时钟漂移是由于时钟本身的不稳定性和环境因素导致的时间误差。
时钟同步技术需要通过纠正时钟漂移和偏差，确保定位系统中各设备之间的时间同步。
在高精度定位系统中，导航与时钟同步技术的研究已取得一些重要的成果。
例如，全球卫星导航系统（GNSS）已经成为定位系统的重要组成部分。
GNSS通过将多个卫星系统（如GPS、GLONASS等）的信号进行组合使用，提供全球覆盖和高精度的定位服务。
科学家研制高精度中子钟 百亿年仅误差120秒
据英国《每日邮报》3月9日报道，科学家正在研究的新款钟表将比现有的任何一款同类产品精确百倍，每140亿年才有可能出现1/20秒的误差，而从宇宙大爆炸至今也才140亿年而已。
空前的计时精度源自全新的科学技术，该款钟表的“钟摆”竟是原子内的一个中子。
“这使得它比现有最好的电子表还要精确百倍有余，”美国内华达大学教授维克多表示，“中子钟将以空前的计时精度帮助科学家在前所未有的层面上对物理学的基本理论进行验证，成为一件无与伦比的科研利器。
”
维克多教授补充道：“这款中子钟将大大削弱计时精度上的局限性，开启高精度测量的新纪元。
这一点是原子钟所不能及的。
”原子钟是利用某种原子的特定能级之间的量子跃迁原理制造出的高精度计时器，以原子为钟摆，最初是由物理学家为天文学研究而研制的，后在全球的导航系统领域广泛应用。
目前，世界上最精确的计时器是一台安放在美国科罗拉多州国家标准和技术研究所的原子钟，这台名为NIST-F1的原子钟在2000万年内不会多1秒也不会少1秒。
NIST-F1并不能直接显示钟点，它的任务是提供以秒为单位的高精度计量。
网友评论：
高精度钟的作用很广泛，没有这种高精度钟，GPS就没法用
不同高度轨道的卫星, 时钟会有所不同,没有精准的时钟来校准,卫星之间的信号中继就会出错.
GPS卫星的计时误差精度越高，定位越准确，甚至相对论里时间变慢都会对卫星的计算产生影响，以至于卫星每天都会纠正时间变慢的误差（会导致定位出现10公里的误差）。
以前都是用的原子钟，误差在百万分之一或者千万分之一秒，gps计时误差百万分之一秒，地面定位误差3米。
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偏振分束器 脉冲激
闲 置 光
图 ２ 量 子 纠 缠 对 生 成 示 意 图
为 了和大 气通 信 窗 口一 致 ，所采 用 的量 子纠 缠
光信 号 的信 号 光 和 闲置 光 的 中心 波 长 选 在 ７ ０ ｍ ８ｎ
的稳 定度 ，同时忽 略地 球 引力在 同步 器件 中对 位 于 不 同地 点 的 、 存在 的不 同影 响 。 首先 ，参考 时钟 和 通 过 分别标 记 探测 器 Ａ
步精度 高。 关键词：时钟 同步；纠缠光子；相关函数
中图 分类 号 ：Ｔ ６ ． Ｎ９７１ 文献 标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：１７．９ ６（０ １ ４２ １０ ６４７ ７． １） ．４ ．４ ２ ０
ＨｉｈＡｃ ｕ ａ ｙ Ｃｌｃ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔ ｎ Ｂａ ｅ ｎＥｎ ａ ｇ ｅ ｉｎ ｌ ｇ ｃ ｒ ｃ ｏ ｋ Ｓ ｎ ｈ ｏ ｉａ ｉ ｓ ｄ ｏ ｔｎ ｌｄ Ｓ ｇ ａ ｏ
有 内在 的关联 性 ，此 关联 性 是 由量子 纠缠 对 中的信
第 ４期
罗锐 等 ：基 于纠缠信 号的高精度时钟 同步技术研 究
・４ ２ ３・
号光 和 闲置 光 的关联 性所 决 定 的 ，量子 时钟 同步正 是基 于这 种 内在 的关联性 实 现对 参考 时钟 和 的 同步 功 能 。同时 ，量子 时钟 同步 的 同步 精度 也 是 由 量 子 纠 缠 对 中 的信 号光 和 闲 置 光 产 生 的 同 时性 决 定 的 ，是 由量 子 物理 规律 决 定的 ，它 突破 了经 典 时
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ Ｃｌｃ ｙ ｃ ｏ ｉａｉｎ Ｅｎａ ｇｅ ｈ ｔｎ ； Ｃｏ ｅａｉｎＦ ｎ ｔｏ ｙｗ ｒ ： ｏ ｋ Ｓ ｎ ｈ ｎｚ ｔ ； ｒ ｏ ｔｎ ｌｄＰ ｏｏ ｓ ｒ ｌｔ ｕ ｃｉｎ ｏ
时钟 同步 技术 在通 信 、导航 、测 距 、定 位等 很
压缩 纠 缠态研 究 了量 子 时钟 同步 问题 ，提 出了一个
钟 同步 的极 限 ， 目前 采用 量 子物 理方 法 ，理论 上 同
设 ｄ＇ ｒ 时钟 Ｂ对 理想 时钟 的偏 差 ，则有 ： 是
＋ ｔ ＝ ｔ。 ｉ１ Ｎ ＡＢ 砖一｝ ＝ …
式 （） ３，则 有 ： ２． ） 式（
钟 同步技 术 自然 地成 为 了研 究者 们探 索 的 目标 。 ２０ ００年 ， ｈａｇ和 Ｊｚａ 导 的课题 组 各 自独 Ｃ ｕｎ ｏｓ 领 立 地提 出 了不 同的量 子 时钟 同步 理论 方案 【 】并 对 ２， ， ３ 其 机 理进 行 了分 析 。２ ０ ０ １年美 国 ＭＩ 的学 者利 用 Ｔ
２ １ 年 ８月第 ４期 ０１
现 代导航
・４ ２ １・
基于纠缠信 号 的高精 度 时钟 同步技 术研 究
罗锐 １ ，姜恩春 Ｉ ，曹正文 ２ ，徐萍 ２
（ 中国电子科技集 团公司第二十研 究所，西安 ７ ０ ６ ； ２西北大学信息科学与技术 学院，西安 ７０ ２ ） １ １０ ８ １ １７
ｉｔｒ ｒｍｅ ｒ ｓ ａａｃ ｄｂ ｄｕｔ ｇａ ｐｉ ｌ ｅａ ｎｔｔｅ ｉ ｆ ｒｖ ｌ ｆ ｉ ｌ ｎｏ ｓ ｅ ｅａ ｄｐ ｏｏ ｓｓ ｅ ｏｄ ｄｂ ｎｅｆ ｏ ｔ ｌ ｅ ｙａｊｓ ｎ ｏ ｔ ａ ｄ ｌ ｕ ｉ ｈ ｍｅ ｒ ａ ｏ ｍｕｔ ｅ ｕｌ ｇｎ ｒｔ ｈ ｔｎ ｃｒｅ ｙ ｅ ｅ ｉｂ ｎ ｉ ｎ ｃ ｙ ， ｔ ｏ ａｉ ｓ ａ ｙ ｅ ｉｒ
量 子 时钟 同步 技 术 是 一 种 新 型 的基 于 量 子 物 理特 性 的高精 度 同步 技术 ，不但 在 定位精 度 上可 比 现有 的 无线 同步 技术 显著 提 高 ，而且 可更 好地 保证 系统 的 安全 性 ，具有 良好 的应用 前 景 。本 文 充分利 用 了量 子 纠 缠 特 性 ，提 出 了一 种 新 的 时钟 同步 方 案 ，该 方法对 克 服背 景噪 声有 很好 的效果 。
ＬＵＯ ， Ｊ ＡＮＧ ｃ ｕ ＣＡＯ ｅ ｇｗｅ Ｒｕｉ Ｉ Ｅｎ ｈ ｎ， Ｚｈ ｎ ｎ， ＸＵ Ｐｉｇ ｎ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ａｓ ａ ｍｐ ｒａ ｔｐ ｒ ｆｎ ｖ ｇ ｔ ｎ ａ ｄ ｐ ｓｔ ｎｎ ｙ ｔｍ， ｉｈ ａ ｃ ｒ ｔ ｌｃ ｙ ｃ ｒ ｎｚ ｔ ｎ ｈ ｓ ａｄｒｃ ｔａ ｔ ｎ ｉ ｏｔｎ ａｔｏ ａ ｉａｉ ｎ ｏ ｉｉ ｉｇ ｓ ｓｅ ｈｇ ｃ ｕ ａｅ ｃｏ ｋ ｓｎ ｈｏ ｉａｉ ａ ｉ ｔ ｏ ｏ ｏ ｅ
钟 同步 的要 求 。 １ 同步 原理 ． ２
探测到光信号的时间差为 （ 一 ／ ，调节可控 的 ， ） Ｃ
光学延迟线使 ， －，，在此条件下，探测器 和 ． 探测事件在物理上是同时发生的，但是由于所用参
考 时钟 的不 同步 ，使 得对 应 于探测 事件 发 生 的两个
色散取消等各种优点，在量子信息及其相关领域具 有广 泛应 用 ；在量 子信 号检 测研 究方 面 ，选 用 高性
能 的硅雪 崩 二极 管作 为量 子信 号检 测器 ，可 以高效 地检 测量 子信 号 ，其 量子 效率 可达 到 ８％，能 很好 ５
地满足对量子纠缠信号的检测 ， 进而满足高精度时
术 研 究 。于 是 ，随着 量 子技 术 的不 断发 展 ，量子 时
度相 比激光信号提高了√ 倍， 比经典的电磁信号
提 高 了 ＭＮ倍 ， 同时可保 证信 号传 输 中 的安全 性 。 在此 基础 上 ，学 术界 开始 了量 子 时钟 同步 的研 究 ，
在接 下 来 的几 年 里提 出 了一 些 理论 方 案［１ ，展示 ５０ －】 了量 子 同步技 术 的先进 性 。
该方案是利用 处于量子纠缠的信号光和 闲置 光到达探测器 和 Ｂ 时间差的固定性来实现 同步
的。方 案 中 ，假 设 Ａｌｅ和 Ｂ ｂ是两个 需 要 同步 的 ｉ ｃ ｏ 双方 ，分别 有 时钟 和 ，频率 相 同 ，并 有 比较好
时间 序列｛ ） ） ｔ和 ／ 会不一 但｛ ） ｔ） 致。 ｆ 和｛ 具 ７
ｂ ａ ｉ ｇ ｏ ｅｐ ｓｔ ｎ ｎ ｃ ｕ ａ ｙ ｏ ｔ ｅ ｓ ｓｅ Ａ ｌ ｃ ｎ ｈ ｏ ｉ ａｉ ｎ ｓ ｈ ｍｅｂ ｓ ｄ ｏ ｎ ａ ｇ ｅ ｉ ｎ ｌ ｓ ｒ ｐ ｓ ｄ Ｔｈ ｅ ｒ ｎ ｔ ｏ ｉ ｏ ｉ ｇ ａ ｃ ｒ ｃ ｆ ｈ ｙ ｔ ｍ． ｃ ｏ ｋ ｓ ｃ ｒ ｎｚ ｔｏ ｃ ｅ ａ ｅ ｎ ｅ ｔ ｎ ｌ ｄｓｇ ａ ｏ ｏ ｅ ． ｅ ＨＯＭ ｎ ｈ ｉ ｙ ｉｐ
所产生的纠缠光子对具有 良好的相干性，是实现高 精度 的远 程 时钟 同步 ［ 、量子 定位 和量 子信 息处 理 １ ”
．
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图 １基于量子纠缠对的时间同步方案
摘
要：时钟 同步是导航 定位 系统的重要组成部分，其精度将直接影响系统的定位精度。本
文提 出了一种基于纠缠信号的时钟 同步方案 ，通过调整光延迟单元，使 Ｈ Ｍ 干涉仪达到平衡 ， Ｏ
通过时钟 Ａ和 Ｂ分别记录下纠缠光子达到的时间， 分析这些时间序列的内在相关性 ， 提取时钟 Ａ 和 Ｂ之间的时间差，以实现对时钟 Ａ 和 Ｂ的同步。该方法可以有效地抑制背景噪声的影响，同
收稿 日期 ： ０ １０ —０ 总装基金 项 目：编号（１０ ＊ ３０ ） ２ １—７３ 。 ９ ４ ＂ ＇ ０ １。
・４ ２ ２・
ห้องสมุดไป่ตู้
现代 导航
２ １ 年 ０１
ｌ基于纠缠 信号的时钟 同步原理
１１原理 框 图 ．
等 过程 的重 要光 源 。基 于 晶体二 阶非 线性 效应 的参 量 下转 换过 程【一 ｌ，由连 续光抽 运 产生 的光 子对 ，其 ｚ 产 生 的时 间随机 性大 ，所 需激 光平 均功 率也 大 ； 由 脉 冲光 抽运 产 生光子 对 ，则 不仅 可 以定义 光子 对 的 产 生 时间 ，且所 需激 光平 均功 率较低 ，有 利于 装 置 的小 型化 。本 方案 中通 过采 用脉 冲泵 浦光 进入 非 线 性 晶体 参量 下转 换过 程 ，获 得 一对频 率相 同的纠 缠 光 子对 …． 号光 和 闲置光 ，两个 光 子 以 ４ 角 进 信 ５度 入 偏 振分束 ，制备 出符 合要 求 的信 号光 与 闲置光 量 子纠 缠对 ，如 图 ２ 示 。 所
理 论方 案 ，并进 行 了具 体 的定量 计算 。他们 的研 】
多领 域都 有重 要 的应 用 ，是 这些 领域 必 不可 少 的核
心 技 术之 一 【，但 是 ， 目前正 在 使用 的经 典 时钟 同 ｌ Ｊ
究表 明 ， 使用 个 光子 数压 缩 的频 率纠 缠光脉 冲信 号 ，且每 个脉 冲 有 Ⅳ个 光 子 ，所 获得 的时钟 同步精
步 技 术 在 时 钟 精 度 和 安全 性 方 面 都 难 以继 续 满 足 实际 系统 的 需求 。而 卫 星 导航系 统 中使用 的原子 钟 用 于 时钟 同步 时也存 在很 多不 足 之处 。例 如 ，发 生 误 差 后修 正很 困难 ，容 易 受到辐 射 的影 响 等 。鉴 于 这 些 问题 ，人们 开始 了基 于 量子 特性 的时钟 同步 技
附近 的 大 气 通 信 窗 口 ；采 用 具 有 高 干 涉 可 见度 的 ＨＯＭ 干 涉 仪 ，该干 涉 仪 由于 具有稳 定 性好 、偶 阶
检 测 到信 号光 的到达 时 刻 、探测 器 Ｂ检 测到 闲置 光 的到 达 时刻 ，因 为信 号 光和 闲置 光是 同时产 生的 ， 则 此 时 的 时 间 差 是 由信 号 光 和 闲 置 光 所 经 历 的 光 程差 决定 的 ，信 号光 到达探 测 器 所经 历 的时 间完 全 由探测 器 Ａ 到 纠缠 光源 的距 离 ， 决定 ，而 ， 决 定 了 闲置光到 达探 测器 的 时间 。 测 器 和 所 探