Archiwum dla kategorii "fizyka kwantowa"

Korzystanie z transmisji czasu i częstotliwości do synchronizacji sieci komputerowej

Friday, February 13th, 2009

Synchronizacja sieci komputerowej jest często postrzegany jako ból głowy dla wielu administratorów systemu, ale utrzymywanie dokładnego czasu jest niezbędne, aby każda sieć pozostała bezpieczna i niezawodna. Brak dokładnej sieci zsynchronizowanej może prowadzić do różnego rodzaju błędów w przypadku transakcji czasowych.

Protokół NTP (Network Time Protocol) to branżowy standard synchronizacji czasu. NTP dystrybuuje jedno źródło czasu do całej sieci, zapewniając, że wszystkie komputery działają dokładnie w tym samym czasie.

Jednym z najbardziej problematycznych obszarów synchronizacji sieci jest wybór źródła czasu. Oczywiście, jeśli spędzasz czas na synchronizowaniu sieci, źródłem czasu musi być UTC (Coordinated Universal Time), ponieważ jest to globalna skala czasowa wykorzystywana przez sieci komputerowe na całym świecie.

Oczywiście UTC jest dostępny w Internecie, ale źródła czasu w Internecie są nie tylko niedokładne, ale korzystanie z Internetu jako źródła czasu pozostawia system otwarty na zagrożenia bezpieczeństwa, ponieważ źródłem jest zewnętrzny firewall.

O wiele lepszą i bezpieczniejszą metodą jest użycie dedykowanego Serwer czasu NTP, Serwer NTP siedzi w zaporze i może odbierać bezpieczny sygnał czasu z bardzo dokładnych źródeł. Najczęściej używanym w tych dniach jest sieć GPS (Global Positioning System), ponieważ system GPS jest dostępny dosłownie w dowolnym miejscu na świecie. Niestety nie wymaga to jasnego widoku nieba, aby zapewnić Serwer NTP GPS może "widzieć" satelitę.

Istnieje jednak inna alternatywa, a mianowicie wykorzystanie krajowych transmisji czasu i częstotliwości nadawanych przez kilka krajowych laboratoriów fizycznych. Mają tę zaletę, że będąc sygnałami długofalowymi mogą być odbierane w pomieszczeniach. Chociaż należy zauważyć, że te sygnały nie są nadawane w każdym kraju, a zasięg jest skończony i podatny na zakłócenia i cechy geograficzne.

Niektóre transmisje z głównych transmisji są znane jako: Wielka Brytania MSF sygnał, Niemcy DCF-77 i USA WWVB.

Zegar atomowy i serwer czasu sieciowego

Niedziela, styczeń 25th, 2009

. zegar atomowy jest kulminacją obsesji ludzkości polegającej na mówieniu dokładnego czasu. Przed zegarem atomowym i nanosekundową dokładnością stosowali skale czasowe na podstawie ciał niebieskich.

Jednak dzięki rozwojowi zegara atomowego zdano sobie sprawę, że nawet Ziemia w jego obrocie nie jest tak dokładną miarą czasu, jak zegar atomowy ponieważ traci lub zyskuje ułamek sekundy każdego dnia.

Z powodu konieczności posiadania skali czasowej opartej nieco na obrocie Ziemi (astronomia i rolnictwo są dwoma powodami) w skali czasu, która jest utrzymywana przez zegary atomowe, ale dostosowana do jakiegokolwiek spowolnienia (lub przyspieszenia) w obrocie Ziemi. Ta skala czasu jest znana jako UTC (Skoordynowany czas uniwersalny) zatrudniony na całym świecie, zapewniający handel i handel w tym samym czasie.

Wykorzystanie sieci komputerowych Sieć serwerów czasu aby zsynchronizować z czasem UTC. Wiele osób nazywa te urządzenia czasu jako zegary atomowe, ale jest to niedokładne. Zegary atomowe są niezwykle drogimi i bardzo wrażliwymi urządzeniami i zazwyczaj można je znaleźć tylko na uniwersytetach lub w krajowych laboratoriach fizycznych.

Na szczęście krajowe laboratoria fizyki lubią NIST (Narodowy Instytut Norm i Czasu - USA) i NPL (National Physical Laboratory - UK) transmituje sygnał czasu z ich zegarów atomowych. Alternatywnie sieć GPS jest kolejnym dobrym źródłem dokładnego czasu, ponieważ każdy satelita GPS ma własny pokład zegar atomowy.

. sieciowy serwer czasu odbiera czas z zegara atomowego i rozprowadza go za pomocą protokołu takiego jak NTP (Network Time Protocol), zapewniający synchronizację sieci komputerowej w tym samym czasie.

Bo Sieć serwerów czasu są kontrolowane przez zegary atomowe, mogą zachować niesamowicie dokładny czas; nie tracąc sekundy w setkach, jeśli nie tysiącach lat. Gwarantuje to, że sieć komputerowa jest zarówno bezpieczna, jak i niewrażliwa na błędy synchronizacji, ponieważ wszystkie urządzenia będą miały dokładnie taki sam czas.

Serwer NTP i zrozumienie skali czasowej

Poniedziałek, 19th, 2009

Na całym świecie używanych jest kilka razy. Większość Serwerów NTP i inne Sieć serwerów czasu używaj UTC jako źródła podstawowego, ale są też inne:

Kiedy jesteśmy pytani o czas, w którym jest to bardzo mało prawdopodobne, odpowiedzielibyśmy "w przypadku której skali czasowej", ale istnieje wiele skali czasowych stosowanych na całym świecie, a każdy opiera się na różnych metodach śledzenia czasu.
GMT

Średni czas Greenwich (GMT) jest czasem lokalnym na południku Greenwich opartym na hipotetycznym średnim słońcu. Ponieważ orbita Ziemi jest eliptyczna, a jej oś jest przechylona, ​​rzeczywiste położenie słońca na tle gwiazd pojawia się trochę przed lub za spodziewaną pozycją. Skumulowany błąd pomiaru czasu zmienia się w ciągu roku płynnie, okresowo, do 14 minut wolno w lutym do 16 minut w listopadzie. Zastosowanie hipotetycznego średniego słońca usuwa ten efekt. Przed 1925 astronomowie i nawigatorzy mierzyli GMT od południa do południa, zaczynając dzień 12 godzin później niż w cywilnym użytkowaniu, który był powszechnie nazywany GMT. Aby uniknąć nieporozumień astronomowie zgodzili się w 1925 zmienić punkt odniesienia z południa na północ, a kilka lat później przyjęto termin Uniwersalny Czas (UT) dla "nowego" GMT. GMT pozostaje podstawą prawną czasu cywilnego dla Wielkiej Brytanii.

UT

Czas uniwersalny (UT) to średni czas słoneczny na południku Greenwich z 0 h UT o północy, a ponieważ 1925 zastąpił GMT do celów naukowych. W połowie 1950 astronomowie mieli wiele dowodów na fluktuacje obrotu Ziemi i postanowili podzielić UT na trzy wersje. Czas wywodzący się bezpośrednio z obserwacji nazywa się UT0, stosując poprawki dla ruchów osi Ziemi lub ruchu biegunowego, daje UT1, a usuwanie okresowych odmian sezonowych generuje UT2. Różnice między UT0 i UT1 są rzędu tysięcznych sekundy. Obecnie tylko UT1 jest nadal szeroko stosowany, ponieważ zapewnia miarę orientacji obrotowej Ziemi w kosmosie.


Standard światowy
(UTC):

Chociaż TAI zapewnia ciągły, jednolity i dokładny zakres czasowy do celów naukowych, nie jest wygodny do codziennego użytku, ponieważ nie jest zgodny z prędkością rotacji Ziemi. Skala czasowa, która odpowiada zmianie dnia i nocy, jest o wiele bardziej użyteczna, a ponieważ 1972, wszystkie usługi czasu rozgłoszenia dystrybuują skale czasowe w oparciu o skoordynowany czas uniwersalny (UTC). UTC to atomowa skala czasu, która jest zgodna z czasem uniwersalnym. Sekund przeskakuje od czasu do czasu

Informacja dzięki uprzejmości National Physical Laboratory Wielka Brytania.

Konfiguracja serwera NTP dla systemów Windows i Linux

Niedziela, styczeń 4th, 2009

Network Time Protocol został opracowany w celu zapewnienia synchronizacji komputerów. Wszystkie komputery są podatne na dryfowanie, a dokładny czas jest niezbędny w wielu krytycznych aplikacjach.

Wersja NTP jest instalowana w większości wersji systemu Windows (chociaż wersja uproszczona zwana SNTP -Simplified NTP- jest w starszych wersjach) i Linux, ale jest dostępna do pobrania z NTP.org.

Podczas synchronizowania sieci preferowane jest użycie dedykowanego Serwer NTP który otrzymuje źródło taktowania z zegar atomowy za pośrednictwem specjalistycznych transmisji radiowych lub Sieć GPS. Jednak wiele odniesień do czasu w Internecie są dostępne, niektóre bardziej wiarygodne niż inne, choć należy zauważyć, że źródła czasu oparte na Internecie nie mogą być uwierzytelnione przez NTP, pozostawiając komputer podatny na zagrożenia.

NTP jest hierarchiczny i ułożony w warstwę. Stratum 0 jest odniesieniem czasowym, podczas gdy warstwa 1 jest serwerem połączonym ze źródłem czasu 0, a warstwa 2 jest komputerem (lub urządzeniem) dołączonym do serwera 1 warstwy.

Podstawową konfigurację NTP wykonuje się za pomocą pliku /etc/ntp.conf, który trzeba edytować i umieścić adres IP warstwy 1 i warstwy 2. Oto przykład podstawowego pliku ntp.conf:

preferuje serwer xxx.yyy.zzz.aaa (adres serwera czasu, taki jak time.windows.com)

serwer 123.123.1.0

serwer 122.123.1.0 warstwy 3

Driftfile / etc / ntp / drift

Najbardziej podstawowy plik ntp.conf wyświetli listę serwerów 2, z których chce się zsynchronizować, oraz adres IP dla siebie. Dobrze jest mieć więcej niż jeden serwer w celach informacyjnych na wypadek, gdyby jeden z nich upadł.

Serwer ze znacznikiem "prefer" jest używany dla zaufanego źródła, zapewniającego, że NTP będzie zawsze używać tego serwera, gdy będzie to możliwe. Adres IP będzie użyty w przypadku problemów, gdy NTP będzie synchonizować z samym sobą. Plik drift to miejsce, w którym NTP tworzy zapis szybkości dryfu zegara systemowego i automatycznie dostosowuje się do niego.

NTP dostosuje czas systemowy, ale tylko powoli. NTP będzie oczekiwał co najmniej dziesięciu pakietów informacji, zanim zaufa źródłu czasu. Aby przetestować NTP wystarczy zmienić zegar systemowy o pół godziny pod koniec dnia, a poranna powinna być prawidłowa.

Synchronizacja zegara atomowego za pomocą WWVB

Piątek, styczeń 2nd, 2009

Dokładny czas użycia Zegary atomowe jest dostępny w całej Ameryce Północnej przy użyciu WWVB Atomic Clock time sygnał transmitowany z Fort Collins, Colorado; zapewnia synchronizację czasu na komputerach i innych urządzeniach elektrycznych.

Północnoamerykański sygnał WWVB jest obsługiwany przez NIST - Narodowy Instytut Standardów i Technologii. WWVB ma wysoką moc nadajnika (50,000 wat), bardzo wydajną antenę i wyjątkowo niską częstotliwość (60,000 Hz). Dla porównania typowa stacja radiowa AM nadaje na częstotliwości 1,000,000 Hz. Połączenie wysokiej mocy i niskiej częstotliwości powoduje, że fale radiowe z WWVB mają dużo odbić, a ta pojedyncza stacja może więc obejmować całe kontynentalne Stany Zjednoczone oraz dużą część Kanady i Ameryki Środkowej.

Kody czasowe są wysyłane z WWVB przy użyciu jednego z najprostszych systemów i z bardzo małą szybkością transmisji jednego bitu na sekundę. Sygnał 60,000 Hz jest zawsze przesyłany, ale co sekundę jest znacznie zredukowany w mocy przez okres 0.2, 0.5 lub 0.8 sekund: • 0.2 sekund zredukowanej mocy oznacza binarne zero • 0.5 sekund zredukowanej mocy jest binarną. • 0.8 sekund zredukowanej mocy jest separatorem. Kod czasu jest wysyłany w BCD (Binary Coded Decimal) i wskazuje minuty, godziny, dzień roku i rok wraz z informacją o czasie letnim i latach przestępnych.

Czas jest przesyłany za pomocą bitów 53 i separatorów 7, a zatem potrzeba 60 sekund na przesłanie. Zegar lub zegarek może zawierać bardzo małą i stosunkowo prostą antenę i odbiornik do dekodowania informacji w sygnale i dokładnego ustawienia czasu zegara. Wszystko, co musisz zrobić, to ustawić strefę czasową, a zegar atomowy wyświetli prawidłową godzinę.

Dedykowane Serwery czasu NTP które są dostrojone do odbioru sygnału czasu WWVB. Urządzenia te łączą się z siecią komputerową, tak jak każdy inny serwer, tylko te odbierają sygnał taktowania i dystrybuują go do innych maszyn w sieci za pomocą NTP (Network Time Protocol).

Zegary atomowe Przyszłość czasu

Sobota, grudzień 13th, 2008

Metody śledzenia czasu zmieniły się w historii z coraz większą dokładnością, która jest katalizatorem zmian.

Większość metod pomiaru czasu tradycyjnie opiera się na ruchu Ziemi wokół Słońca. Przez tysiąclecia dzień został podzielony na 24 równych części, które stały się znane jako godziny. Opieranie naszych ram czasowych na rotacji Ziemi było odpowiednie dla większości naszych historycznych potrzeb, jednak wraz z rozwojem technologii widoczna była potrzeba coraz bardziej dokładnego harmonogramu.

Problem z tradycyjnymi metodami stał się oczywisty, gdy pierwsze prawdziwie dokładne zegary - zegar atomowy opracowano w 1950-ach. Ponieważ te czasomierze były oparte na częstotliwości atomów i były dokładne w ciągu sekundy na milion lat, wkrótce odkryto, że nasz dzień, który zawsze uważaliśmy za dokładnie 24 godz., Zmieniany z dnia na dzień.

Wpływ grawitacji Księżyca na nasze oceany powoduje spowolnienie i przyspieszenie Ziemi podczas jej obrotu - niektóre dni są dłuższe niż 24, podczas gdy inne są krótsze. Podczas gdy te różnice w długości dnia niewiele zmieniły w naszym codziennym życiu, ta niedokładność ma wpływ na wiele naszych nowoczesnych technologii, takich jak komunikacja satelitarna i pozycjonowanie globalne.

Opracowano skalę czasową, aby poradzić sobie z niedokładnościami w spinie Ziemi - Czas uniwersalny koordynowany (UTC). Opiera się on na tradycyjnej rotacji Ziemi w czasie 24-godzina, znanej jako Greenwich Meantime (GMT), ale uwzględnia niedokładności w obrocie Ziemi poprzez dodanie tzw. "Leap Seconds" (lub odjęcie).

Ponieważ UTC opiera się na czasie określonym przez zegary atomowe jest niezwykle dokładny i dlatego został przyjęty jako światowy harmonogram cywilny i jest używany przez firmy i handel na całym świecie.

Większość sieci komputerowych można zsynchronizować z UTC za pomocą dedykowanego Serwer czasu NTP.

Zegary atomowe i serwer NTP używające mechaniki kwantowej, by powiedzieć czas

Czwartek, grudzień 11th, 2008

Mówienie czasu nie jest tak proste jak większość ludzi myśli. Właściwie to samo pytanie: "jaki jest czas?" jest pytaniem, na które nawet współczesna nauka nie potrafi odpowiedzieć. Czas, według Einsteina, jest względny; przechodzą zmiany dla różnych obserwatorów, na które wpływ mają takie rzeczy jak prędkość i grawitacja.

Nawet kiedy wszyscy żyjemy na tej samej planecie i doświadczamy upływu czasu w podobny sposób, mówienie czasu może być coraz trudniejsze. Nasza oryginalna metoda wykorzystania obrotu Ziemi została odkryta jako niedokładna, ponieważ grawitacja Księżyca powoduje, że niektóre dni są dłuższe niż 24 godziny, a kilka jest krótsze. W rzeczywistości, kiedy wczesne dinozaury włóczyły się po Ziemi, dzień trwał tylko 22!

Chociaż mechaniczne i elektroniczne zegary zapewniły nam pewną dokładność, nasze nowoczesne technologie wymagały znacznie dokładniejszych pomiarów czasu. GPS, handel internetowy i kontrola ruchu lotniczego to tylko trzy branże podzielone na dwie części, co jest niezwykle ważne.

Jak więc śledzić czas? Korzystanie z obrotu Ziemi okazało się niewiarygodne, podczas gdy oscylatory elektryczne (zegary kwarcowe) i zegary mechaniczne są dokładne tylko do sekundy lub dwóch na dzień. Niestety dla wielu naszych technologii druga niedokładność może być o wiele za długa. W nawigacji satelitarnej światło może przemieścić 300,000 km w niewiele ponad sekundę, sprawiając, że przeciętna jednostka nawigacji satelitarnej staje się bezużyteczna, jeśli wystąpi jedna sekunda niedokładności.

Rozwiązaniem znalezienia dokładnej metody pomiaru czasu było zbadanie bardzo małej - mechaniki kwantowej. Mechanika kwantowa to badanie atomu i jego właściwości oraz ich wzajemnego oddziaływania. Odkryto, że elektrony, maleńkie cząsteczki, które krążą wokół atomów, zmieniły ścieżkę, którą krążą wokół niej, i uwolniły precyzyjną ilość energii, kiedy to robią.

W przypadku atomu cezu występuje to prawie dziewięć miliardów razy na sekundę i ta liczba nigdy się nie zmienia, a zatem może być stosowana jako wyjątkowo niezawodna metoda śledzenia czasu. Atomy cezu używają zegarów atomowych din, a w rzeczywistości drugi jest teraz definiowany jako ponad 9 miliarda cykli promieniowania atomu cezu.

Zegary atomowe
są podstawą wielu naszych technologii. Cała gospodarka globalna polega na nich z czasem przekazanym przez Serwery czasu NTP w sieciach komputerowych lub wysyłane przez satelitarne satelity GPS; zapewnienie, że cały świat zachowuje ten sam, dokładny i stabilny czas.

Oficjalny globalny harmonogram czasu koordynowanego (UTC) został opracowany dzięki zegarom atomowym, umożliwiając całemu światu pracę w tym samym czasie w ciągu kilku tysięcznych sekundy od siebie.

Utrzymywanie czasu z resztą świata

Poniedziałek, grudzień 8th, 2008

A Serwer czasu to powszechne narzędzie biurowe, ale po co to jest?

Wszyscy jesteśmy przyzwyczajeni do innego czasu niż reszta świata. Kiedy Ameryka się budzi, Honk Kong idzie spać, dlatego świat dzieli się na strefy czasowe. Nawet w tej samej strefie czasowej wciąż mogą występować różnice. W Europie kontynentalnej na przykład większość krajów znajduje się godzinę przed Wielką Brytanią ze względu na sezonowe zmiany w Wielkiej Brytanii.

Jednakże, jeśli chodzi o globalną komunikację, posiadanie różnych czasów na całym świecie może powodować problemy, szczególnie jeśli musisz przeprowadzać wrażliwe na czas transakcje, takie jak kupowanie lub sprzedawanie akcji.

W tym celu na wczesnych 1970-ach było jasne, że potrzebna jest globalna skala czasowa. Został wprowadzony na 1 January 1972 i został wywołany UTC - Skoordynowany czas uniwersalny. UTC jest utrzymywane przez zegar atomowy, ale opiera się na Greenwich Meantime (GMT - często nazywany UT1), który sam w sobie jest skalą czasu opartą na rotacji Ziemi. Niestety Ziemia zmienia się w swoim spinie, więc UTC rozlicza się z tego, dodając drugi raz lub dwa razy w roku (Leap Second).

Chociaż kontrowersje dla wielu, astronautowie i inne instytucje potrzebują sekund przestępnych, aby uniemożliwić dzień dryfowania, w przeciwnym razie niemożliwe byłoby ustalenie położenia gwiazd na nocnym niebie.

UTC jest teraz używany na całym świecie. Nie tylko jest to oficjalna globalna skala czasowa, ale jest wykorzystywana przez setki tysięcy sieci komputerowych na całym świecie.

Sieci komputerowe używają sieciowy serwer czasu aby zsynchronizować wszystkie urządzenia w sieci z UTC. Większość serwerów czasu używa protokołu NTP (Network Time Protocol) do dystrybucji czasu.

Serwery czasu NTP odbierają czas z zegarów atomowych za pomocą transmisji długofalowych radiowych z krajowych laboratoriów fizycznych lub z sieci GPS (Global Positioning System). Satelity GPS mają wbudowany zegar atomowy, który przywraca czas na Ziemię. Podczas gdy ten sygnał czasu nie jest ściśle rzecz biorąc UTC (nazywane jest to czasem GPS) ze względu na dokładność transmisji, można go łatwo przekonwertować na UTC Serwer NTP GPS.

Jak działa zegar atomowy

Piątek, grudzień 5th, 2008

Zegary atomowe są używane w tysiącach aplikacji na całym świecie. Od sterowania satelitami po równomierną synchronizację sieci komputerowej za pomocą Serwer NTPzegary atomowe zmieniły sposób, w jaki kontrolujemy i zarządzamy czasem.

Pod względem dokładności zegar atomowy jest bezkonkurencyjny. Cyfrowe zegary kwarcowe mogą utrzymywać dokładny czas przez tydzień, nie tracąc więcej niż sekundę, ale zegar atomowy może utrzymać miliony lat bez dryfowania.

Zegary atomowe działa na zasadzie skoków kwantowych, gałęzi mechaniki kwantowej, która stwierdza, że ​​elektron; ujemnie naładowana cząstka będzie krążyła wokół jądra atomu (centrum) na pewnym równinie lub poziomie. Kiedy absorbuje lub uwalnia wystarczającą energię, w postaci promieniowania elektromagnetycznego, elektron przeskoczy na inną płaszczyznę - skok kwantowy.

Mierząc częstotliwość promieniowania elektromagnetycznego odpowiadającego przejściu między dwoma poziomami, można rejestrować upływ czasu. Atomy cezu (cez 133) są preferowane w czasie, ponieważ mają cykl 9,192,631,770 promieniowania w każdej sekundzie. Ponieważ poziomy energetyczne atomu cezu (standardy kwantowe) są zawsze takie same i jest tak duża liczba, zegar atomowy cezu jest niesamowicie dokładny.

Najczęściej stosowaną formą zegara atomowego stosowaną w dzisiejszym świecie jest fontanna cezowa. W tym typie zegara chmura atomów jest wyświetlana w komorze mikrofalowej i może opadać pod wpływem siły grawitacji. Promienie laserowe spowalniają te atomy i mierzy się przejście między poziomami energii atomu.

W nowej generacji zegarów atomowych opracowuje się pułapki jonowe zamiast fontanny. Jony są dodatnio naładowanymi atomami, które mogą zostać uwięzione przez pole magnetyczne. Inne elementy, takie jak stront, są używane w tych zegarach następnej generacji i szacuje się, że potencjalna dokładność zegara pułapki jonowej strontu może być 1000 razy większa od aktualnych zegarów atomowych.

Zegary atomowe są wykorzystywane przez różnego rodzaju technologie; komunikacja satelitarna, globalny system pozycjonowania, a nawet handel internetowy opierają się na zegarach atomowych. Większość komputerów synchronizuje się pośrednio z zegarem atomowym za pomocą a Serwer NTP. Urządzenia te odbierają czas z zegara atomowego i rozprowadzają się wokół swoich sieci, zapewniając dokładny czas na wszystkich urządzeniach.

Synchronizacja z zegarem atomowym

Czwartek, grudzień 4th, 2008

Zegary atomowe są szczytem czasu przechowywania urządzeń. Nowoczesne zegary atomowe mogą zachować czas na taką dokładność, że w ciągu 100,000,000 lat (100 milionów) nie tracą nawet sekundy w czasie. Z powodu tego wysokiego poziomu dokładności zegary atomowe są podstawą światowego zasięgu czasowego.

Aby umożliwić globalną komunikację i wrażliwe na czas transakcje, takie jak kupowanie stosów i akcji, opracowano w 1972 globalną skalę czasową, opartą na czasie określonym przez zegary atomowe. Ta godzina, czas uniwersalny koordynowany (UTC) jest regulowana i kontrolowana przez Międzynarodowe Biuro Miar i Wag (BIPM), którzy używają konstelacji ponad atomowych zegarów 230 z laboratoriów 65 na całym świecie, aby zapewnić wysoki poziom dokładności.

Zegary atomowe opierają się na podstawowych właściwościach atomu, znanych jako mechanika kwantowa. Mechanika kwantowa sugeruje, że elektron (cząsteczka naładowana ujemnie), który krąży wokół jądra atomu, może istnieć na różnych poziomach lub na płaszczyźnie orbity, zależnie od tego, czy absorbują one lub uwalniają odpowiednią ilość energii. Kiedy elektron pochłonął lub uwolnił wystarczająco dużo energii, by "przeskoczyć" na inny poziom, jest to znane jako skok kwantowy.

Częstotliwość między tymi dwoma stanami energetycznymi jest tym, co służy do utrzymywania czasu. Większość zegarów atomowych opiera się na atomie cezu, który ma okresy 9,192,631,770 promieniowania odpowiadające przejściu między dwoma poziomami. Ze względu na dokładność zegarów cezowych, BIPM uważa teraz, że sekundę należy zdefiniować jako cykl 9,192,631,770 atomu cezu.

Zegary atomowe są używane w tysiącach różnych aplikacji, w których niezbędny jest precyzyjny pomiar czasu. Komunikacja satelitarna, kontrola ruchu lotniczego, handel internetowy i GPs wymagają zegarów atomowych, aby zatrzymać czas. Zegary atomowe mogą być również wykorzystywane jako metoda synchronizacja sieci komputerowych.

Sieć komputerowa używająca Serwer czasu NTP może wykorzystywać transmisję radiową lub sygnały nadawane przez satelity GPS (Global Positioning System) jako źródło taktowania. Program NTP (lub demon) zapewni, że wszystkie urządzenia w tej sieci zostaną zsynchronizowane z czasem określonym przez zegar atomowy.

Używając a Serwer NTP zsynchronizowany z zegarem atomowym, sieć komputerowa może uruchomić identyczny, skoordynowany czas uniwersalny, co inne sieci, co umożliwia dokonywanie transakcji o znaczeniu czasowym z całego świata.