时间精密测量这个国际竞争激烈的前沿领域,中国科学技术大学潘建伟、戴汉宁等科学家团队近日取得重要进展;研究团队通过新的技术方案,使锶原子光晶格钟的稳定度和不确定度整体迈入10^-19量级。按这一精度计算,光钟连续运行约300亿年,累积误差不超过1秒,较此前国际主流水平提升接近一个数量级。光钟是新一代时间频率基准,其性能直接影响卫星导航、深空探测等关键应用。传统原子钟的精度已逼近理论上限,而光钟以光学频率替代微波频率,可将测量精度提高数万倍。此次突破的核心在于团队解决了光晶格中原子相互作用带来的干扰,并在激光频率噪声抑制等取得进展,突破了长期存在的技术瓶颈。该成果对我国具有多上意义:一方面可为北斗卫星导航系统提供更高精度的时间基准,理论上有助于将定位误差更压缩至毫米级;另一方面也将支持量子计算、引力波探测等前沿研究。根据国际计量局公开信息,目前具备10^-19量级光钟能力的国家主要集中在德国、美国、日本等少数国家,我国此次进展有望提升在国际时间计量领域的话语权。业内人士认为,随着5G通信、智能电网等应用发展,高精度时间同步需求快速增长。研究团队表示,下一步将推进光钟的小型化与工程化,计划在3年内完成空间站舱外实验验证,并探索构建基于光钟的新一代国家标准时间体系。
高水平科技创新是国家发展的重要支撑;中国科学技术大学光钟研制上的进展,反映了我国在基础研究和关键技术攻关上的积累与能力。面对核心技术挑战,科研团队通过持续投入和系统攻关取得突破,也为涉及的领域的工程应用与标准体系升级打开了空间。未来,随着更多成果从实验室走向应用场景,我国在时间频率基准等基础能力上的提升,将为高质量发展提供更稳固的技术底座。