日前，中國科學技術大學潘建偉團隊與上海技物所、新疆天文臺、中科院國家授時中心、濟南量子技術研究院和寧波大學等單位合作，首次在國際上實現百公里級的自由空間高精度時間頻率傳遞實驗，時間傳遞穩定度達到飛秒量級，頻率傳遞穩定度達到千億億分之一。相關成果于10月5日晚在線發表于國際著名學術期刊《自然》。

　　古往今來，人類對時間的探索貫穿著整個人類文明史。如何測量時間，正是其中一個重要內容。因為原子鐘的優異性能，在1967年第13屆國際度量衡會議上，秒由銫原子鐘重新定義。從此，時間基準所依據的不再是天體規律，而是量子世界中原子的行為，銫原子鐘可以做到一億年只有1秒誤差。

　　銫原子鐘的頻率在微波波段，科學家們又開發了鍶、鐿等新型原子鐘，它們的頻率更高，在光學波段，因此被稱作“光學原子鐘”，簡稱“光鐘”。光鐘的測量精度已經可以達到千億億分之一，在整個宇宙年齡的時間尺度上，誤差還不到1秒。因此，國際計量組織計劃2026年討論“秒”的重新定義。

　　光鐘的測量精度已達到千億億分之一，很有可能成為下一代時間頻率標準。面對於此，我們還要有與之精度相匹配的時間傳遞技術。如何實現精度千億億分之一的時間傳遞？全球性光鐘網絡的建立，急需高精度的自由空間時頻傳遞技術。之前，這一技術最多只能實現10公里量級的傳輸距離且信噪比低。最近，潘建偉團隊及合作者，基於光梳技術，成功地在相隔113公里的新疆南山天文臺和高崖子天文臺之間實現了穩定的時頻傳遞，精度達到千億億分之一，滿足了通過衛星進行高精度時頻傳遞的需求。

　　這一突破不僅帶來地面上遠距離時頻傳遞的應用，還為未來基於中高軌衛星的高精度星地時頻傳遞奠定了基礎。《自然》雜誌審稿人高度評價該工作：“是星地自由空間遠距離光學時間頻率傳遞領域的一項重大突破，將對暗物質探測、物理學基本常數檢驗、相對論檢驗等基礎物理學研究産生重要影響。”

　　科學家表示，時間的精確測量和傳遞，將使人們能夠對相對論原理、各種引力理論、暗物質模型等基礎物理進行實驗檢驗。測量結果的微小不同，帶來的可能是時空觀念的轉變。

　　時間的精確測量也可以讓人類的生活更便利。在衛星導航、大地測量、地質勘探、雷達探測等涉及社會民生的領域，越來越精確的時間，也會帶來越來越便捷的體驗。

　　因此，此次中科大在國際上首次實現百公里級的自由空間高精度時間頻率傳遞實驗，有效驗證了星地鏈路高精度光頻標比對的可行性，向建立廣域光頻標網絡邁出重要一步。（安徽日報 記者 陳婉婉）