中科大实现皮秒精度任意序列发生器

　  中科院院士、中国科学技术大学教授杜江峰带领中科院微观磁共振重点实验室，提出并实现了一种可突破时钟速度极限的时序发生方法，并实现了时间分辨率达5皮秒(1皮秒为1万亿分之一秒)的任意序列发生器，从而将高精度时间序列发生功能的时间精度首次提升至皮秒量级。近日，该成果作为编辑精选文章和头条文章发表于《科学仪器评论》。

　　高精度的序列发生器广泛应用于高端仪器、测试测量、前沿科学研究等重要领域，其可用于产生高时间分辨率的控制脉冲序列，对各分系统进行高精度同步控制。目前，高精度序列发生器在量子计算、量子精密测量、自动化控制与测量、脉冲成像技术、医学诊疗等诸多方向得到广泛应用。

　　在过去的数十年中，序列发生技术绝大部分采用高速时钟法。这种方法中序列的时间精度依赖于时钟速度，提高序列时间精度即需提高时钟速度。然而，技术上实现10吉赫以上速度的时钟难度很大，因此利用现有技术得到皮秒量级的时序发生功能是极其困难的。

　　在最新研究中，杜江峰团队创新性地提出一种称之为“时间折叠”的高时间精度序列发生方法。与“时间内插”法相结合，最新研究不仅突破了传统的高速时钟法实现序列发生的时间精度的上限，得到皮秒量级的序列发生功能，还同时在皮秒尺度改善序列发生的时间线性，保障高质量、高稳定度的序列发生功能。

　　测试表明，新的序列发生技术可实现时间分辨率为5皮秒、动态范围为5纳秒至10秒的序列发生功能。新提出的“时间折叠”技术还提供了进一步提升时间性能的潜力。