- 新加坡国立大学量子技术中心（CQT）报告了两台基于镱离子（Yb+）的原子钟，其评估不确定度分别为 1.2 × 10⁻¹⁹ 和 1.3 × 10⁻¹⁹，创下迄今最精确原子钟纪录
- 该精度显著优于此前武汉中科院液冷锶离子钟（4.4 × 10⁻¹⁹）及美国国家标准与技术研究院（NIST）铝离子钟（5.5 × 10⁻¹⁹）的结果
- 这一成果发布之际，正值国际计量大会（CGPM）在凡尔赛召开会议前夕，关于替代现有秒定义的决议草案尚未达成共识
新加坡国立大学（NUS）研究团队宣布，其构建的单离子光晶格时钟成为目前世界上最精准的计时装置。相关研究成果已发表于《自然》杂志。
NUS 量子技术中心（CQT）的研究人员报告称，两台独立运行的镱离子时钟分别实现了 1.2 × 10⁻¹⁹ 和 1.3 × 10⁻¹⁹ 的频率不确定度。这是迄今为止任何原子钟所报告的最小误差值。
“我相信我们现在拥有的是世界上最准确的时钟，”项目负责人穆雷·巴雷特（Murray Barrett）在 NUS 发布的公告中表示。
精度飞跃及其意义
从数值上看，1.2 × 10⁻¹⁹ 的不确定度意味着该时钟每运行约 2640 亿年才会产生 1 秒的时间偏差。这一精度比之前的记录高出约 3.7 倍：中国科学院武汉精密测量科学与技术创新研究院于 2026 年 2 月报告的液冷锶离子钟不确定度为 4.4 × 10⁻¹⁹；而 NIST 在 2025 年 7 月公布的铝离子钟不确定度则为 5.5 × 10⁻¹⁹。
考虑到 CQT 团队规模相对较小且资源有限，这一突破尤为引人注目。团队建造了两台独立的时钟，并利用关联谱学方法进行了超过 200 小时的对比测试。结果显示，两台时钟的一致性保持在 5.7 × 10⁻¹⁹ 以内，团队称这是有史以来最精确的时钟比对实验。
联合第一作者凯尔·阿诺德（Kyle Arnold）在 CQT 的新闻稿中引用了一句谚语：“一个有两个手表的人永远不会确定时间”，以此强调高精度交叉验证的重要性。
该团队经过十多年的研发，认为这是唯一采用镱离子作为基准的制钟方案。此外，相比其他高精度竞争者，该方案更具实用性。例如，武汉的锶离子钟需要将离子周围环境冷却至约 80 开尔文，并使用液氦来抑制黑体辐射干扰。
相比之下，新加坡的时钟可在室温下运行。据论文描述，该装置使用“相对基础的线性保罗阱，无需磁屏蔽”，并配备商用激光系统。这意味着它能够在从死亡谷的高温到南极高原的冰寒等各种极端环境中保持工作稳定性。
这项研究的深层意义在于对现行“秒”定义的挑战。自 1967 年以来，“秒”的定义一直依赖铯-133 原子的微波跃迁频率。然而，目前最佳的光学时钟比铯标准快 100 倍，旧的标准已成为科学界希望替换的对象。
2026 年 10 月 13 日至 15 日，国际重量与尺度总会议（CGPM）在凡尔赛召开，批准了 SI 单位的变更并公布了 B 决议草案。草案指出，对于是否采用单一或多种原子物种作为新标准，以及某些光学时钟比较中存在的“明显不一致性”，目前尚未达成共识，并要求在 2030 年的会议上提出最终建议。
新加坡团队对验证过程的重视凸显了这一技术差距，但也面临来自竞争对手的压力。联合第一作者迈克尔·李（Michael Lee）表示，团队的下一步目标是“将实验室尺寸的时钟缩小成一个可携带的系统”。
便携式高精度时钟的开发至关重要，因为它将成为与其他实验室进行微观物理测试的实用工具。可以说，新加坡团队最具历史意义的考验才刚刚开始。
