计时精度新记录出身我国造出钙离子光钟百亿年误差不到1秒

据公民网6月22日的宣布，国际计量局官网日前更新了国际“秒”定义候选跃迁频率的推举值，我国中科院精密丈量院高克林团队研发的钙离子光频标的丈量结果成功入选，目前该团队节制的钙离子光频标丈量办法堪称我国最精密的韶光丈量了，其精度已经达到105亿年的偏差都不到1秒。

液氮低温钙离子光频标系统

​说到精确计时器，我们都知道原子钟，前些年这种原子钟的精度已经可以达到数百万年偏差1秒，如今这类计时器仍旧在很多高端科技领域利用，比如我国空间站、北斗导航卫星以及一些其他航天器上利用的氢原子钟、铯原子钟、铷原子钟等，后两种空间冷原子钟的精度可达到3,000万年偏差不超1秒种。

​但实际上原子钟可以分为两大类，分别是微波钟和光钟，我们常说的原子钟多指微波钟，它因此原子的微波波段共振频率作为韶光频率计时基准的，上面提到的原子钟都是“微波钟”，相对而言光钟的精度更高，它因此原子的光学波段共振频率作为韶光频率基准的原子钟，一样平常认为光钟的事情频段比微波钟的事情频段高4到5个数量级，计时精度上也能比微波钟赶过几个数量级。

​很明显，现在这些冷原子钟也已经掉队了，光钟才是未来一段韶光内精确计时的发展方向。
实在早在22年前，中科院精密丈量院高克林团队就开始了钙离子光频标的研究，2005年韶光实现了对单个钙离子的囚禁与冷却；2011年又研制出了海内首台1300万年偏差1秒的钙离子光频标，之后不断提升精度，5年后精度提升至2亿年偏差1秒，2019年又将精度提升至近10亿年偏差1秒，2020年精度达到24亿年偏差一秒，同年还实现了武汉至北京的千公里级车载搬运，解释这种高精度光钟已可运用。

​2022年4月时，计时精度又提升到了105亿年偏差1秒，比空间站上利用的铷原子钟精度高了350倍，达到了3E-18级，也便是在百亿年的韶光跨度上才有可能偏差一秒，太阳在主序星阶段的年事大致为100亿~120亿年，也便是说在太阳的全体生命周期的韶光跨度内，用这种光钟计时的偏差也只在1秒旁边。

​高克林团队研发的钙离子光频标也是天下上首次实现液氮低温状态下运行的光钟，代表我国的韶光丈量又出新精度，也代表了目前我国高精度计时方面的最高水平，但这样的计时精度距目前的天下最高精度还有一个数量级的差距。
目前的天下最高计时精度是美国麻省理工学院的一个研究团队利用量子纠缠征象设计出的一款新型原子钟，精度达到了1400亿年偏差不超1秒，如今宇宙的年事大致为138亿年，也便是说用这台量子纠缠计时器计时的话，那么从宇宙出身至今，韶光上的偏差不会超过0.1秒。

​参考资料：

《环球网》6月22日文章《105亿年偏差不到1秒，中国首次！
》

《潇湘晨报》2021年2月3日文章《140亿年偏差在0.1秒，揭秘“守时冠军”原子钟》