欧洲EMPIR项目利用光钟进行时间测量和传感器开发- 大数跨境

从先进的导航和电子通信，到无线电天文学和基本物理定律的测试，都需要最精确和准确的时间测量。为了应对这些技术挑战，光钟（optical clock）研发处于该领域研究的最前沿。然而，此最先进技术有其局限性：用于此类系统的激光器的频率稳定性受到镜面涂层热噪声的影响，从更根本来说，光钟受到所谓的量子投影噪声（一种与原子数量和在特定量子状态下检测它们的概率相关的噪声）的限制。如果能够超越目前的基本限制，甚至还可以实现更加先进的基于量子的传感器。

欧洲创新与研究计量计划（EMPIR）项目“来自量子相干和量子纠缠系统的超稳定光学振荡器（Ultra-stable optical oscillators from quantum coherent and entangled systems）”（17FUN03，USOQS）致力于实施、研究和描述用于光钟开发的既有和全新的方法。为了超越噪声极限和提高频率稳定性，项目将研究原子/离子的多粒子纠缠，该现象还可以被开发用在各种具有更高灵敏度的测量。该项目成果将通过新的频率标准来支持未来实现国际单位制（SI）秒，并对许多需要超精确时间测量的领域产生重大影响。

光钟的稳定性受到两个噪声流程的限制：由原子数量引起的量子投影噪声和用于查询原子的激光引起的噪声，后者已被德国联邦物理技术研究院（PTB）开展的工作所解决。为了克服激光带来的限制，他们在拉姆齐激励计划（Ramsey excitation）中多次测量其相位噪声，这是一种量子态的相位与电磁场的相位之间的干涉量度法（interferometry）形式，用于测量粒子的过渡频率。该项技术可以被开发用来提高时钟的稳定性和准确性，使得频率测量更加准确和快速。

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欧洲EMPIR项目利用光钟进行时间测量和传感器开发

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