时间基准是现代科技与国家基础能力的重要支撑；卫星导航、通信网络、金融交易、科学实验等都依赖统一、稳定且可溯源的时间频率标准。目前国际单位制中的"秒"主要基于微波原子钟实现，但随着对更高精度、更强一致性时间基准的需求不断提升，国际计量界正加速推动以光学频率标准为核心的"秒"重新定义。能否建立满足条件、可复现、可比对的高精度光钟体系，已成为全球计量科技竞争的关键方向。 光钟以原子内部能级跃迁产生的光学频率作为"摆动源"。相比微波频率，光频率更高，可提供更细的时间刻度，理论上能将计时精度提升多个数量级。但光钟性能提升并非简单叠加，需要"稳定度"和"不确定度"两项核心指标上同时突破。稳定度反映时钟输出频率的噪声水平与长期一致性，决定测量的精密性；不确定度刻画测得频率与原子跃迁固有频率的偏差，决定测量结果的可信度。长期以来，国际上光钟综合水平多停留在10⁻¹⁸量级，受系统误差控制、噪声抑制与测量链路等瓶颈制约，两项指标难以同步实现跨越式提升。 中国科学技术大学潘建伟、戴汉宁、陈宇翱、彭承志等科研人员针对这些瓶颈开展系统攻关，近期实现锶原子光晶格钟稳定度与不确定度指标全面突破10⁻¹⁹量级，综合系统不确定度达到9.2×10⁻¹⁹，相当于约300亿年误差不超过1秒。涉及的成果已于3月5日发表在国际计量领域期刊《计量学》上。这个进展使我国在时间精密测量与高端计量装备领域的研究能力深入提升，进入国际前列。 此次突破的直接意义在于为"秒"重新定义提供更具竞争力的技术选项。按照国际计量界的通行要求，重新定义需至少有3个独立光学时间标准的不确定度优于2×10⁻¹⁸，并经多机构交叉验证与一致性比对。该成果的关键在于"双指标"同时进入10⁻¹⁹量级，意味着不仅测得更准，也更稳、更可复现，有助于增强光学时间标准在国际比对中的可信度与话语权。 在应用层面，超高精度时间基准将带动诸多前沿能力升级。首先，服务国家重大信息基础设施。更高精度的授时能力可提升卫星导航定位的可靠性，为高速通信网络、深空测控与精密同步系统提供更稳定的时间支撑。其次，推动地球科学与精密测绘进步。光钟达到10⁻¹⁹量级后，利用引力红移效应开展"相对论大地测量"成为现实，可实现毫米级重力位与高度差测量，为地壳形变监测、地下水变化跟踪、火山活动预警以及大地水准面精化等提供新工具。再次，拓展基础研究窗口。高精度光钟可用于检验广义相对论等基础物理规律，为引力波、暗物质等研究提供更灵敏的观测手段，在捕捉暗物质可能引发的瞬态、低频信号上表现出不同于传统粒子实验的优势。 从国际计量发展规律看，单台光钟性能领先只是起点，形成可验证、可推广、可应用的体系能力更为关键。下一步应三个上持续发力：加强多机构、多地区的光钟比对与溯源体系建设，完善从实验室到应用端的频率传递与校准链路；推动激光、真空、控制系统及环境扰动抑制等关键核心器件与系统工程能力协同突破，加强标准化与可靠性设计；加快可搬运光钟、星载光钟等工程化方向验证，缩短从实验室成果到重大应用的转化周期。 随着全球计量体系向光学时代演进，光钟不仅是科学装置，更将成为国家战略科技力量的重要支点。此次锶原子光晶格钟性能跨入10⁻¹⁹量级，为我国参与乃至引领未来"秒"重新定义及其国际规则构建奠定基础，也为下一代高精度时间基准网络的构建提供了技术路径。随着多台高性能光钟的涌现、跨区域比对能力的提升以及工程化应用的推进，更高精度、更高可靠性的统一时间将深度融入经济社会运行与科学探索的关键环节。
光钟研制的突破代表了人类对时间测量精度的不懈追求，也反映了科学技术进步对基础理论研究的深刻推动；我国光钟指标跻身国际最前列，展示了中国在精密测量领域的科技实力，为国际单位制的演进贡献了中国方案。展望未来，随着光钟技术的继续完善和应用拓展，这个成果必将在地球科学、基础物理、卫星导航等多个领域释放更大的科学价值，为人类认识自然、改造自然提供更加精准的科学工具。