想知道當下的時間，你會怎么做？你可能會看一下手機上顯示的時間數字，那你知道這個時間是如何精準地 " 跑 " 到手機里的嗎？在這個過程中產生的誤差又有多少？這就涉及時間如何被精確測量、又如何精準傳遞的問題。

我國科學家實現百公里

自由空間高精度時間頻率傳遞

近日，我國科研團隊在國際上首次實現了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（千萬億分之一秒）量級，可滿足目前最高精度光鐘的時間傳遞要求。

這項研究由中國科學技術大學潘建偉團隊與上海技物所、新疆天文臺等單位合作完成，相關成果論文于近日在國際學術期刊《自然》雜志發表。這一實驗結果將對精密導航定位、全球授時、廣域量子通信等領域產生重要影響。

時間是什么，又該如何去測量和共享時間？古人曾用太陽東升西落、月亮陰晴圓缺這些自然界的周期現象來度量時間，現今，人們把目光從運轉有序的天體轉向了神奇的量子世界。

在第 13 屆國際度量衡會議上，" 秒 " 被重新由銫原子鐘來定義。中國科學技術大學研究員姜海峰介紹，由于原子的能級結構很穩定，與之相應的電磁波頻率也十分穩定，知道了頻率，也就得到了時間，所以通常把時間和頻率統稱為時間頻率，也就是 " 時頻 "。

銫原子鐘的頻率在微波波段，現在科學家們又開發了鍶、鐿等新型原子鐘，它們的頻率要更高，在光學波段，因此被稱作 " 光學原子鐘 "，簡稱 " 光鐘 "。銫原子鐘的測量精度可以達到一億年只有 1 秒的誤差，而光鐘的測量精度現在已經是千億億分之一，也就是說在百億年中的誤差還不到 1 秒。

" 光鐘躍遷頻率是在光頻，它的輸出是一束激光。從物理機制來講，光鐘還有極高的潛質，穩定度和不確定度實際上目前還在提高。" 姜海峰說。

△百公里高精度時頻傳遞實驗示意圖

科研團隊的制勝法寶—— " 光梳 "

" 北京時間 " 基于的是國家授時中心的原子鐘時間，如何讓這個時間 " 飛入尋常百姓家 "？有了最精確的計時，還要有與之精度相匹配的時間傳遞技術。

此前，自由空間中的光頻傳輸技術只能實現 10 公里量級的傳輸距離，而這一次，中國科學技術大學團隊在相隔 113 公里的新疆南山天文臺和高崖子天文臺之間實現了萬秒 10 的負 19 次方量級穩定度的時頻傳遞。" ‘光梳’實際上是一個寬譜的激光，從光譜上看，就像一把梳子。它的好處是由于譜特別寬，相當于信息量變大了，光斷了再恢復以后，就可以通過更多的信息解算出來。" 姜海峰說。

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。姜海峰說，這也和我們的生活密切相關，例如，衛星要想定位更準確，精確到毫米以下，就需要更好的計時精度，而在大地測量、地質勘探、雷達探測等領域，精確的時間也都將發揮重要作用。