Сегодня самый точный прибор для измерения времени — это атомные часы. Они работают на собственных колебаниях атомов, на которые воздействует определенная частота. Атомные часы в навигационных спутниках благодаря триангуляции позволяют получить данные о местонахождении объекта.

Однако атомные часы большие и дорогие, и в каждый приемник их не установить. Обычно для устранения ошибок используются данные с четвертого спутника — но дополнительное взаимодействие снижает скорость работы навигации. А когда сигнал пропадает, телефон полагается только на свои внутренние часы и акселерометр, сообщает MIT News.

Специалисты MIT создали молекулярные часы на чипе, работающие по принципу атомных, но «считающие» вращения молекул, а не атомов.

Их погрешность составляет менее 1 микросекунды в час, что сравнимо с миниатюрными атомными часами и в 10 000 раз более точно, чем часы в смартфонах.

Поскольку часы полностью электронные и не требуют крупных или энергоемких компонентов для изоляции и возбуждения атомов, изготовить их можно из недорогих КМОП (комплиментарная структура металл-оксид-полупроводник).

Основной сложностью было создать чип, который излучает сигнал в 200 ГГц для вращения молекулы.

Обычно электронные устройства ограничиваются несколькими гигагерцами, а в этом случае инженерам пришлось разработать все компоненты самостоятельно, чтобы повысить эффективность транзисторов и сохранить минимально возможный уровень потребления энергии. Чипу требуется всего 66 милливатт энергии. Обычные модули смартфона — например, GPS или Wi-Fi — потребляют сотни милливатт.

Такие чипы можно будет использовать под водой или на поле боя, считают ученые.

«Как мы полагаем, в будущем не надо будет тратить кучу денег на атомные часы. Можно будет вставить небольшой газовый электрод в уголок чипа в смартфоне и получить точность, сопоставимую с атомными часами», — говорит профессор Руонан Хан, соавтор исследования, опубликованного в Nature Electronics.

Французский стартап Syntony разработал технологию, позволяющую ориентироваться там, где не работает обычный GPS — под землей. Она использует GPS-передатчики смартфонов для определения местоположения окружающих людей.