综述：利用原子钟实现精确计时：发展历程与未来方向

《Nature Communications》：Precision timekeeping with atomic clocks: evolution and future directions

　　

摘要

精确的时间测量是现代社会的基础，它支持着诸如全球导航卫星系统（GNSS）、高频金融交易、通信网络同步以及国际单位制（SI）基本单位的实现等关键技术。本文回顾了时间测量的发展历程，特别关注原子钟及其应用。我们介绍了主要的时钟同步方法，包括网络时间协议（NTP）、精确时间协议（PTP）、全球导航卫星系统（GNSS）以及双向卫星时间和频率传输（TWSTFT）。此外，我们还讨论了具有严格时间同步要求的新兴应用领域，例如量子通信和量子计算。最后，我们探讨了全球时间测量领域的最新趋势，包括对国际单位制中“秒”这一单位的重新定义、基于月相的时间测量方法，以及利用人工智能和机器学习（AI/ML）来实现时间测量系统的预测控制和韧性。