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? ? ? ?美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（National Institute of Standards and Technology，簡稱NIST）目前正在開展一項(xiàng)名為“NIST on a Chip”的項(xiàng)目，該項(xiàng)目對NIST傳統(tǒng)的計(jì)量服務(wù)進(jìn)行了巨大的革新，最終目標(biāo)是將復(fù)雜耗時的測量服務(wù)從實(shí)驗(yàn)室搬到用戶處，使得終端用戶可以在本地直接開展計(jì)量活動。為此，NIST正在研制可以直接分發(fā)給用戶的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，使得用戶能夠在各種應(yīng)用場景下隨時隨地對國際單位(SI)系統(tǒng)進(jìn)行精確的測量。?

? ? ? ?為了達(dá)到上述目標(biāo)，滿足用戶各種應(yīng)用場景，“NIST on a Chip”項(xiàng)目將研制基于量子效應(yīng)的高精度，低功耗，低成本的芯片級計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，通過不同的物理機(jī)理，這些標(biāo)準(zhǔn)器可以實(shí)現(xiàn)一系列量值的精確測量。?

? ? ? ?隨著諸多領(lǐng)域的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)逐級傳遞計(jì)量方式的弊端日益凸顯，對生產(chǎn)和應(yīng)用場景中的物理量直接實(shí)現(xiàn)精密標(biāo)準(zhǔn)級原位測量可以極大促進(jìn)生產(chǎn)力的升級，從而增強(qiáng)各領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)競爭力，開啟產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)發(fā)展的機(jī)會。除此之外，“NIST on a Chip”還兼具以下的優(yōu)勢。?

? ? ? ?1.打破校準(zhǔn)周期?

? ? ? ?目前，傳統(tǒng)的計(jì)量方法是基于量值的逐級傳遞所實(shí)現(xiàn)的。需要進(jìn)行校準(zhǔn)服務(wù)的用戶將定期向NIST送檢儀器設(shè)備，在NIST的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)之后，再將儀器返回給用戶。而“NIST on a Chip”則計(jì)劃直接向用戶提供大規(guī)模生產(chǎn)的基于穩(wěn)定量子效應(yīng)的芯片級計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，使得用戶在絕大多數(shù)情況下可以直接在本地進(jìn)行校準(zhǔn)工作，避免過長的校準(zhǔn)周期，提高生產(chǎn)效率。?

? ? ? ?2.低生產(chǎn)成本?

? ? ? ?“NIST on a Chip”所研制的芯片級計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器都是基于集成電路和微機(jī)電工藝（MEMS）所制造的。測量不同物理量的芯片級計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器都可以使用通用的硅基片和工藝制造，從而有效地降低生產(chǎn)成本和集成在現(xiàn)有的系統(tǒng)中。

? ? ? ?3.集成組件?

? ? ? ?單個芯片級計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器還可以實(shí)現(xiàn)多物理量的精密測量，因?yàn)樵诨诹孔有?yīng)的物理量測量中，不同的物理量最終都可以溯源至?xí)r間頻率。目前“NIST on a Chip”項(xiàng)目已取得了重大的進(jìn)展，通過光與原子的相互作用對原子進(jìn)行精細(xì)控制、微型光頻梳和光波導(dǎo)數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫幌盗嘘P(guān)鍵技術(shù)。