国际首次！我国实现百公里自由空间高精度时间频率传递
中国青年报客户端北京10月6日电（中青报·中青网记者 邱晨辉）随着2022年诺贝尔物理学奖的揭晓，量子力学再次引发关注。今天，中国科学院迎来量子科技最新进展：我国科研团队在国际上首次实现了百公里级的自由空间高精度时间频率传递实验，时间传递稳定度达到飞秒量级，频率传递万秒稳定度优于4E-19（相当于时钟约一千亿年的误差不超过一秒），可满足目前最高精度光钟的时间传递要求。
该研究由中国科学技术大学潘建伟院士团队与中科院上海技术物理研究所、中科院新疆天文台、中科院国家授时中心、济南量子技术研究院、宁波大学等合作完成，相关成果论文于北京时间10月5日深夜在国际学术期刊《自然》在线发表。
《自然》杂志审稿人表示，该研究是星地自由空间远距离光学时间频率传递领域的一项重大突破，将对暗物质探测、物理学基本常数检验、相对论检验等基础物理学研究产生重要影响。
秒是七大基本物理量之一。当前，人们所用的“秒”的定义在1967年被确定，其由铯原子钟定义，能做到1亿年误差仅有1秒。近年来，原子钟逐渐升级为光波段原子钟，其稳定度可达千亿亿分之一，即在整个宇宙年龄的时间尺度上，误差还不到1秒。这有望形成新一代的时间频率标准——光频标，将在精密导航定位、全球授时、广域量子通信、物理学基本原理检验等领域发挥重要作用。
精确的计时不应局限于实验室，还要飞入寻常百姓家，因此不仅要有最精确的原子钟，还要有与之精度相匹配的时频传递技术。一种神奇的激光——光学频率梳（光梳）的出现，让人们测量频率和时间间隔更精确、更容易。基于光梳和相干探测的自由空间时频传递技术，是高精度时频传递的发展趋势，但此前，自由空间中的光频传输技术只能实现10公里量级的传输距离。
我国科研团队向这一难题发起挑战。
此项研究中，研究团队实现了瓦级功率输出的高稳定光频梳，实现了纳瓦量级的高灵敏度线性光学采样探测，进一步提升了光传输望远镜的稳定性和接收效率。基于上述技术突破，研究团队在新疆乌鲁木齐成功实现了113公里自由空间时频传递，充分验证了星地链路高精度光频标比对的可行性。
科研团队透露，在国际上首次实现百公里级的自由空间高精度时间频率传递实验之后，下一步，团队还将结合中高轨量子卫星的研制，力争在国际上率先实现星地高精度时频传递。
人们为什么需要如此精确的计时？科研团队解释，精确的测量有望带给人们对世界的全新认识。测量结果的微小不同，带来的却可能是时空观念的转变。时间的精确测量也可以让人们的生活更便利，在大地测量、地质勘探、雷达探测等涉及社会民生的领域，精确的时间都将发挥重要作用。
