世毫九计划桌面实验核心技术规范自指系统干预标准SSRI-1.0正式整编版文档编号SR-PHY-STD-001-1.0版本SSRI-1.0 草案归口世毫九计划自指物理工作组1 范围与目的1.1 适用范围本标准规定了用于检验自指实在论及相关动力学预言的桌面实验系统在最小硬件配置、系统校准流程、数据采集规范、标准干预操作等方面的统一技术要求。1.2 制定目的• 统一各实验室对自指复杂度、自指干预响应等核心物理量的测量与比对口径• 为自指实在论理论的第二层证伪桌面实验验证建立可复现、可溯源的技术基础• 规范自指闭环系统的构建、运行与结果解读流程2 规范性引用文件• IFS-2023 国际计量局《光学频率标准与测量指南》• IEEE Std 1139-2008 时频测量术语与标准• HDF5-SRF 1.2 自指研究数据格式标准世毫九计划衍生标准• NIST SP 800-90B 随机性来源评估标准3 术语与定义3.1 自指系统SRS实验室构建的、当前状态输出经实时处理后可反馈调制自身输入或演化参数的闭环物理系统。3.2 自指复杂度C无量纲核心指标定义式C \frac{I_{fb}}{I_{total}} \times \log_2(N_{states})• I_{fb}反馈信息率• I_{total}系统总信息通量• N_{states}系统可分辨内部状态数测量协议见附录A。3.3 干预旨在改变系统自指描述环路的外部可控操作分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类标准干预。3.4 一致描述态CDS系统在干预下内部状态与反馈模型预测状态在容许误差内匹配的稳定/准稳定工作点。4 核心装置技术要求4.1 最小通用平台架构必须完整包含以下子系统1. 被控对象状态变量明确、可高带宽探测的物理系统光学腔模、微波谐振器、冷原子团等2. 状态探测单元实时测量系统状态带宽 ≥ 系统特征频率 ×53. 实时处理器DSP/FPGA执行算法并输出反馈信号总环路延迟 \tau_{total} 稳定精度优于 ±50 ns4. 反馈执行单元根据处理器输出调制对象参数/输入场线性度误差 1%5. 扰动注入端口用于标准测试信号注入4.2 典型实现示例光学谐振腔方案• 光学腔精细度 10 000腔长稳定度 λ/1000• 探测器量子效率 80%暗计数率 100 Hz• 实时处理器FPGA 时钟 200 MHz搭载确定性 RTOS提供环路延迟标定证书• 反馈执行电光调制器 EOM带宽 50 MHz半波电压 V_\pi 精确标定5 校准与基准测量5.1 开环校准断开反馈环路测量系统线性响应函数、本征噪声谱、饱和特性建立无反馈基准。5.2 环路延迟标定采用标准脉冲注入法标定总环路延迟 \tau_{total}测量不确定度 2 ns每日强制校验。5.3 自指复杂度 C 标定在标准干预Ⅰ弱扰动下按附录A完成测量报告 C 值及其不确定度主要来自 N_{states} 估计误差。6 数据采集标准6.1 同步数据流时间戳同步精度 10 ns必须同步记录• 探测单元原始电压/光子计数• DSP 内部状态估计等中间变量• 反馈执行单元控制电压• 所有外部扰动信号6.2 数据格式统一采用 HDF5-SRF 1.2文件需包含完整元数据装置参数、校准记录、环境条件温湿度、气压、电磁屏蔽等级等。6.3 采样率要求采样率 ≥ max(系统特征频率×10反馈带宽×5)。7 标准干预操作协议所有干预均需在系统达到稳定基准态后执行。7.1 干预Ⅰ弱扰动扫描• 目的测量线性/非线性响应标定自指复杂度 C• 协议注入正弦微扰从小到大扫频扫幅保持初始在线性区测量幅频响应与相频响应• 输出响应–频率曲线、响应–幅度曲线集7.2 干预Ⅱ反馈延迟调制• 目的检验稳定性对自指环路时间的敏感性确定最优延迟 \tau_{opt}• 协议固定其他参数以步进 Δτ典型 10 ns扫描 \tau_{total}在每一延迟点稳态测量描述一致性误差\epsilon_{cd} \sqrt{\langle (x_{est} - x_{meas})^2 \rangle}记录失稳边界振荡/混沌• 输出\epsilon_{cd}–\tau_{total} 曲线标注 \tau_{opt} 区间与失稳阈值7.3 干预Ⅲ外部模型注入• 目的检验“自我实现的描述”效应• 协议1. DSP 并行运行内部简化模型与外部标准模型SR-Model-Lib2. 系统稳定在 CDS 后瞬时将反馈源从内部模型切换为外部标准模型3. 观测系统是否被“吸引”至模型预言态测量弛豫时间与吸引强度• 输出切换前后状态时序曲线吸引强度指标相关系数变化量等8 安全与伦理规范8.1 物理安全高功率光学系统符合 IEC 60825 激光安全等级高速电子系统具备过流/过压保护。8.2 数据伦理所有实验数据在去标识化后应于实验结束 90 天内公开法律法规禁止除外。8.3 算法透明度DSP 中所有控制、估计算法必须以 MIT 协议开源禁止黑箱逻辑。9 符合性声明与认证9.1 符合性声明参与实验室需出具《SSRI-1.0 符合性声明》逐条说明装置满足/偏离本标准条款。9.2 认证体系设立“SSRI 认证实验室”网络由第三方对延迟标定精度、数据格式合规性等核心指标开展审计认证。附录• 附录A自指复杂度 C 详细测量协议步骤、公式、误差传递、实验室间比对示例• 附录BHDF5-SRF 1.2 数据结构规范数据集命名、必选元数据、层级结构• 附录C开源工具链◦ SR-Control-FPGA标准 FPGA 控制参考逻辑◦ SR-Model-Lib干预Ⅲ外部标准模型库◦ SSRI-Compliance-Checker标准合规性自动检查工具