问题——高精度“计时”仍面临国际竞争与应用牵引双重需求 时间频率标准是现代科技与产业体系的重要底座，从卫星导航、深空探测到金融电信同步、基础物理检验，都离不开更稳定、更可信的“秒”；目前国际单位制中的“秒”主要依托微波原子钟实现，但随着对时空测量精度需求的持续攀升，传统微波标准的提升空间逐渐逼近物理与工程瓶颈。以光学跃迁为基准的光钟被认为是下一代时间频率标准的重要方向，其精度有望较现有微波时间标准再提升多个数量级。如何同时把“稳定度”和“准确可信度”做到更高水平，是全球光钟研究的关键课题。 原因——性能提升受制于死时间效应、系统误差评估与环境扰动 业内普遍认为，光钟性能由稳定度和不确定度两项核心指标决定：前者关系到测量结果的精密程度，后者决定结果能否被长期、跨平台可信复现。长期以来，影响光钟继续跃升的难点主要集中三上：一是测量链路与循环操作带来的“死时间”效应，会削弱长期稳定性；二是复杂的系统误差来源（如温度场、光场与结构效应等）难以被完整刻画与验证，制约不确定度深入下降；三是工程层面的环境扰动与实时监测能力不足，使得高精度指标难以长期保持并走向应用。 影响——双指标进入10的负19次方量级，夯实时空精密测量能力 记者从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟、戴汉宁、陈宇翱、彭承志等科研人员近期锶原子光晶格钟研制上取得关键进展：该钟的稳定度与不确定度指标均全面进入10的负19次方量级，相当于“300亿年误差不超过1秒”。这个进展意味着我国时间精密测量领域的系统创新能力实现新的跃升，有关成果分别发表于国际期刊《物理评论快报》和计量领域期刊《计量学》。 从科学意义看，超高精度光钟将直接支撑国际单位制“秒”的潜在重新定义，并为检验基本物理规律、测量引力势差引起的频率变化等前沿方向提供更灵敏的工具。从国家需求看，高精度时间基准是新一代卫星导航系统、天地一体化信息网络、未来深空任务的重要支撑条件；一旦实现更高等级的统一授时与跨区域比对能力，将增强关键基础设施的可靠性与安全冗余。 对策——围绕关键瓶颈开展系统攻关，形成可验证、可复现的技术路径 据介绍，科研团队针对制约光钟性能提升的核心瓶颈进行了长期系统性研究，形成若干面向“可比对、可校准、可长期运行”的解决方案。 在稳定度提升上，团队构建零死时间架构并建立精密的双钟比对系统，突破传统限制，对长时间积分条件下的表现进行了验证，展示出2万秒积分时间内的优越长期稳定性。这一做法的意义在于：通过减少测量链路中的空窗与噪声折叠，提升光钟长周期运行时的有效信息利用率，为高精度授时与跨实验室比对提供更坚实的统计基础。 在不确定度控制上，团队建立经原位验证的空间分辨有限元模型，结合实时监测与优化的评估方案，对关键系统误差进行更精细的刻画与校正，推动不确定度实现里程碑式下降。相较单纯的参数估计，这种“模型—监测—验证”闭环方法强调可追溯与可复核，为今后不同场景复制高性能光钟提供了更加清晰的工程化路线。 前景——面向可搬运与星载化，服务统一超高精度时空基准建设 业内专家指出，当光钟的稳定度与不确定度同步迈入10的负19次方量级，将有望打开更广阔的应用空间。一上，可搬运光钟将促进跨地域高精度时间比对和地面重力测量等应用落地，推动高精度时频服务从“实验室能力”走向“工程能力”；另一方面，星载光钟及其配套链路将为卫星导航系统升级提供核心支撑，提升授时精度与抗干扰能力，为构建全球统一的超高精度时间基准创造条件。 同时也需看到，光钟从实验室走向规模化应用，还要跨越可靠性、体积功耗、环境适应性、链路传输与国际比对等多重门槛。下一阶段，围绕可长期稳定运行的工程实现、跨平台校准规范、与现有时间体系的兼容过渡等问题仍需持续投入。随着关键技术持续成熟，我国在高精度时空基准领域有望形成从基础研究到重大应用的完整链条，为相关产业升级与前沿科学探索提供更强支撑。
时间测量能力体现国家科技水平。中国科学家在光钟领域的突破，展现了我国在基础研究和前沿技术领域的实力。这个成果不仅为精密测量和基础物理研究提供新工具，也将推动对应的产业升级，为我国科技自立自强注入新动力。