我国科学家实现百公里自由空间高精度时间频率传递

新华社北京10月5日电（记者 张泉）记者从中国科学院获悉，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（千万亿分之一秒）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多家合作单位共同完成，相关成果5日在国际学术期刊《自然》在线发表。

近年来，光钟的稳定度已进入E-19量级，将形成新一代的时间频率标准（光频标），可在精密导航定位、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高冷的实验室，还要‘飞入寻常百姓家’。通过高精度的时间频率传递，构建广域光频标网络，是光钟在上述诸多领域发挥作用的前提。”文章第一作者、中国科学技术大学副研究员沈奇说，要有与光钟精度相匹配的时间传递技术，把精准的时间传播出去。

据介绍，自由空间高精度时间频率传递是建立全球性广域光频标网络的重要内容，但此前国际上的相关研究成果信噪比低、传输距离近，难以满足星地链路高精度时频传递的需求。

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。

多位《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。