核光鐘精度超原子鐘3000倍，中國如何實現(xiàn)彎道超車？

當(dāng)全球頂尖實驗室還在為原子光鐘的電磁干擾問題焦頭爛額時，中國科學(xué)家已經(jīng)將目光投向了更微觀的戰(zhàn)場。2月12日，清華大學(xué)丁世謙團隊在《自然》雜志宣布，成功研制出148nm連續(xù)波超窄線寬激光光源，一舉攻克核光鐘研制的"最后一個核心瓶頸"。這項突破不僅將真空紫外波段激光線寬降低近百萬倍，更意味著中國在下一代時間計量賽道上搶占了制高點。

傳統(tǒng)原子光鐘依賴外層電子躍遷，雖然能達到600億年誤差不超過1秒的驚人精度，卻像溫室里的花朵般脆弱——電磁場波動、溫度變化都會導(dǎo)致計時失準(zhǔn)。而核光鐘直接操控釷-229原子核內(nèi)部的能級躍遷，其理論精度躍升至3000億年誤差小于1秒，抗干擾能力更是質(zhì)的飛躍。這相當(dāng)于把精密計時器從恒溫恒濕的保險柜，升級成了能扛住戰(zhàn)場電磁炮的戰(zhàn)術(shù)裝備。

美國DARPA早在2025年就啟動SUNSPOT計劃專項攻關(guān)148nm激光，但中國團隊另辟蹊徑，創(chuàng)新采用鎘蒸氣四波混頻方案。他們意外發(fā)現(xiàn)高溫金屬蒸氣中的多普勒展寬不會干擾激光相位，這一顛覆性認知直接繞過了西方主流的非線性晶體技術(shù)路線。更令人驚嘆的是，論文共同第一作者肖琦竟是清華2021級本科生，這支平均年齡不足30歲的團隊，用青年科學(xué)家特有的創(chuàng)新銳氣改寫了游戲規(guī)則。

核光鐘的實用化將引發(fā)連鎖反應(yīng)。在深空探測領(lǐng)域，搭載小型核光鐘的航天器可實現(xiàn)億公里級毫米精度測距；地質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)能捕捉地表厘米級的高程變化；而軍事導(dǎo)航系統(tǒng)即便在強電磁干擾環(huán)境下，仍能保持納秒級時間同步。這些場景過去受限于原子光鐘的"實驗室依賴癥"，如今終于迎來破局曙光。

北京量子信息科學(xué)研究院的開放平臺機制加速了技術(shù)擴散，目前已有6家單位接入真空紫外聯(lián)合實驗平臺。正如團隊負責(zé)人丁世謙所言，這種"重大任務(wù)牽引+青年擔(dān)綱+平臺共享"的模式，正在量子科技領(lǐng)域復(fù)制高鐵式的跨越發(fā)展。當(dāng)歐美還在追趕148nm激光的指標(biāo)時，中國已經(jīng)著手構(gòu)建從光源研制到終端應(yīng)用的完整生態(tài)鏈。

這場突破背后暗藏更深的戰(zhàn)略意義。在時間計量領(lǐng)域，誰掌握標(biāo)準(zhǔn)制定權(quán)，誰就握住了基礎(chǔ)科學(xué)的指揮棒。中國計量院鍶原子光鐘剛實現(xiàn)校準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)時間的"零突破"，核光鐘關(guān)鍵瓶頸的攻克又將領(lǐng)先優(yōu)勢擴大了一個身位。從跟跑、并跑到領(lǐng)跑，中國科學(xué)家正在用一個個硬核突破，重塑全球科技競爭的新格局。