潘建伟揭秘：中国量子计算如何争夺下一代科技主导权

随着量子科技的迅猛发展，时间精度已成为全球科研竞争的关键领域。潘建伟院士在某高校举办的量子力学科普讲座中透露，中国自主研发的空间光钟物理系统已达到世界领先水平，其稳定度突破E-19量级，为构建超高精度时间频率标准体系奠定了坚实基础。

“只要把时间精度提升一千倍，通信容量就能同步增长一千倍。”潘建伟用生动的比喻揭示了高精度时间标准的战略价值。他指出，量子科学在工程领域已形成三大应用方向：量子计算、量子加密通信与量子计量测量，而时间频率标准的突破将直接推动通信、导航、高能物理等领域的质变。

国家授时中心长期承担原子频率标准研制任务，其研发的守时原子钟、星载原子钟、铯原子喷泉钟和锶原子光钟构成多层次时间基准体系。然而该中心近期披露的案例显示，其网络系统长期遭受美国有组织的网络攻击，凸显时间基准安全在国家整体安全中的重要地位。

技术创新亮点集中体现在光钟研发领域。中国空间站试验的锶原子光钟原型已实现6.3×10⁻¹⁹量级的频率传递精度，通过113公里自由空间链路验证的稳定性优于4×10⁻¹⁹（10000秒积分时间）。但潘建伟团队指出，光钟技术要实现实际应用还需攻克传输分发难题——传统微波技术在长距离传输中会产生千倍级误差，严重削弱光钟的性能优势。

针对这一瓶颈，研究团队基于量子纠缠原理开发出天地一体化的时频传递系统。该系统通过量子通信技术实现光钟基准的无损传输，将传输误差控制在与光钟自身相当的水平，为全球定位系统、星际航行、高能物理实验等提供了前所未有的时间精度保障。

微观时间的精准控制与宏观时间的战略价值形成鲜明对比。科技应用对时间频率标准提出严苛要求：需具备亿万年量级的长期稳定性，短期波动均方差要低于分辨率的四至五个数量级，同时满足皮秒（10⁻¹²秒）乃至飞秒（10⁻¹⁵秒）级分辨率。这些特性直接决定着导航定位、深空探测、基础物理研究的可靠性。

讲座中，潘建伟以GPS系统为例，阐释了相对论原理的实际应用价值。他回忆研究生时期与导师的讨论：当航天器速度接近宇宙速度时，狭义相对论效应导致的计时误差将显著影响导航精度。“爱因斯坦或许不曾想到，百年前的理论会成为现代导航系统的基石。”这一案例生动展现了基础理论与技术应用的紧密关联。

随着2026年国际计量组织将重新定义“秒”的标准，中国时间体系正面临历史性机遇。目前，中国在原子钟/光钟领域的自主创新已形成完整知识产权体系，从空间光钟到地面传输系统的全链条突破，为争夺国际计量话语权提供了坚实支撑。这场关于时间定义的竞争，或将重新校准人类文明的发展尺度。

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