新加坡国立大学量子技术研究中心（CQT）团队在最新一期《自然》杂志发表论文，宣布其研发的两种镥离子原子钟取得突破性进展。评估显示，这两种原子钟的系统不确定度分别达到 1.2 × 10⁻¹⁹ 和 1.3 × 10⁻¹⁹，刷新了原子钟精度的历史最低纪录。
研究负责人默里·巴雷特（Murray Barrett）表示：“我有信心，目前我们拥有的是世界上最精准的时钟。”这一成果大幅超越了此前由中国科学院武汉分院提出的钙离子钟（4.4 × 10⁻¹⁹），以及美国国家标准与技术研究院（NIST）于 2025 年 7 月展示的铝离子钟（5.5 × 10⁻¹⁹）。
精度跃升与室温运行优势
1.2 × 10⁻¹⁹ 的不确定度意味着该时钟大约每 2640 亿年才会产生一秒误差。这不仅将此前的世界纪录提升了约 3.7 倍，更比 NIST 的铝离子钟精确 4.6 倍。考虑到团队规模较小且资源有限，这一成就彰显了原子钟在逼近“绝对时间”准确度方面的巨大潜力。
CQT 团队构建了两台独立的原子钟，利用相关光谱学技术在 200 小时内进行比对。该技术有效抵消了共享激光带来的噪声，最终两台时钟的一致性误差仅为 5.7 × 10⁻¹⁹，被团队称为有史以来最精确的时钟比对结果。
联合第一作者凯尔·阿诺德（Kyle Arnold）指出，检验时间标准的唯一方法是证明不同时钟能相互复现。经过十多年研究，该团队自称是全球唯一使用镥元素构建原子钟的团队。与需液氮冷却至约 80 开尔文以抑制黑体辐射的钙离子钟不同，新加坡的镥离子钟在室温下运行，采用“相对基础的非磁屏蔽线性保罗阱”及商用激光器。巴雷特表示，该时钟性能稳定，能适应从死亡谷极端高温到南极冰原极寒的各类环境。
瞄准“秒”重定义与国际标准更新
此次突破的核心目标在于重新定义“秒”。自 1967 年以来，“秒”一直基于铯原子定义。然而，先进光学原子钟的精度已比铯原子高出多达 100 倍，传统标准已成为瓶颈，业界正寻求替代方案。
负责批准国际单位制（SI）变更的国际计量大会（CGPM）将于 2026 年 10 月 13 日至 15 日在凡尔赛举行。大会发布的决议草案 B 指出，目前尚未就采用单一或多种原子种类取代铯达成共识，也未选定具体后继者。草案承认部分光学原子钟比对中存在“明显的不一致性”，并要求在 2030 年的会议上提出新提案。
新加坡团队强调验证的重要性，旨在填补这一空白。尽管镥是新兴候选元素，但仍面临众多竞争者挑战。联合第一作者迈克尔·李（Michael Lee）表示，团队下一步计划是“将实验室规模的原子钟小型化，转化为可移动系统”。若实现便携性，便可在其他实验室进行实地校验，这将是检验该项纪录稳固性的关键一步。