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你怎么会有一秒钟？国际上目前使用的定义是在1976年根据铯-33原子钟确定的。现在这个原子钟还不够准确。未来将使用光学原子钟，精度达到十亿分之一。
中国科学技术大学研究团队实现了100公里自由空之间的高精度时频传输，每800亿年误差仅为1秒。有望在未来重新定义一秒的时间。
根据中国科学技术大学官方网站，中国科学技术大学的潘建伟和他的同事张强、江海峰、彭承志等。，与上海理工大学、新疆天文台、中科院国家授时中心、济南量子技术研究所、宁波大学合作，通过研发高功率低噪声光梳、高灵敏度高精度线性采样、高稳定高效率光传输等技术，在国际上首次实现了百公里自由空高精度时频传输实验，时间传输稳定。
实验结果有效验证了星地链路高精度光频标比对的可行性，向建立广域光频标网迈出了重要一步。
这一成果于2022年10月5日在线发表在国际知名学术期刊《自然》上。
近年来，基于超冷原子光晶格的光波段原子钟(光钟)的稳定性已达到E-19级，将形成新一代时频标准(光频标准)，可与广域高精度时频传输相结合，构建广域时频网络，将在精确导航定位、全球授时、广域量子通信、基础物理原理试验等领域发挥重要作用。
比如，当全球范围内时频传输的稳定性达到E-18的量级，就可以形成“秒”的新定义。2026年国际计量大会将讨论这一秒的重新定义。
再者，高轨道空在引力场中具有更低的噪声环境，光频标和时频传输的稳定性理论上可以达到E-21级，有望在引力波探测、暗物质搜索等基础物理问题的研究中有很大的应用。
而传统的基于微波的卫星时频传输的稳定性只有E-16，无法满足高精度时频网络的需求。
基于光频梳和相干检测的Free 空时频传输技术，其稳定性可达E-19级，是高精度时频传输的发展趋势。但国际上相关工作信噪比低，传输距离短，难以满足星地链路高精度时频传输的需求。
在这项工作中，研究团队开发了全保偏光纤飞秒激光技术，实现了瓦级功率输出的高稳定光频梳。基于低噪声平衡检测和集成干涉光纤光路模块，结合高精度相位提取后处理算法，实现了纳米级的高灵敏度线性光学采样检测，单次测量精度优于100飞秒。进一步提高了光传输望远镜的稳定性和接收效率。
在上述技术突破的基础上，研究团队在新疆乌鲁木齐成功实现了113km免费空时频传输。每万秒时间传输的稳定性达到飞秒量级，每万秒频率传输的稳定性优于4E-19，系统相对偏差为6.3E-203.4E-19，系统最大可容忍链路损耗高达78dB，远高于中高轨道星地链路损耗的典型期望值(。
审稿人对这项工作给予了高度评价:这项工作是卫星与地球之间远距离光时频传输领域的重大突破空，将对暗物质探测、物理基本常数检验、相对论检验等基础物理研究产生重要影响。
(手稿描述了在实现基于自由空间卫星的远程光学时间和频率传播方面的重大突破，以及对基础物理学(寻找暗物质、基本常数测试、相对论测试)的影响."
沈琦、中国科学技术大学关副研究员和研究员是本文的第一作者。
这项工作得到了中国科学院、科技部、基金委、安徽省、上海市和山东省的资助和支持。
