沒有什麼比利用原子吸收或釋放能量時發出的電磁波來計更精確。但是，即使是振動原子核的清晰滴答聲，也受到量子力學定律所施加的不確定性的限制。

幾年前，麻省理工學院和塞爾維亞貝爾格萊德大學的研究人員提出，量子糾纏可以將時鐘推到這個模糊的邊界之外。

現在，我們有了實驗形式的概念證明。物理學家將鐿-171原子雲與從周圍鏡子反射的光子流連線在一起，並測量了它們微小擺動的時間。

他們的結果表明，以這種方式糾纏原子可以加快原子核鐘的計時過程，使其比以往任何時候都更精確。從原理上講，基於這種新方法的時鐘自時間之初就只會損失100毫秒。

與其他基於銫和釷原子核的尖端時鐘類似，這種裝置中的時間是由鐿原子在吸收特定能量的光後的振盪來劃分的。

由於鐿的核發出嗡嗡聲速率是銫原子的100,000倍，因此它提供了更為精確的計時機制。

但是有一點是，量子物理學說不可能確切地說出原子的振盪在哪裡開始和停止。這個標準量子極限（SQL）就像原子鐘擺上的模糊一樣。您可能有一個更快的滴答時鐘，但是，即使您無法測量它，它有什麼用呢？

如果沒有克服這種障礙的方法，那麼我們將一組原子核換成更精確的型別並不重要，它們的量子混亂性對原子鐘的精度設定了嚴格的限制。

一個技巧是記錄由數百個微小的原子鐘擺組成的晶格中同時嗡嗡作響的多個原子的頻率。目前的原子鐘技術使用鐳射工程儘可能穩定，為每個原子提供極其相似的光頻率。透過結合他們的集體模糊，個體不確定性可以平均。

這種新方法在此平均過程中更進一步。透過以糾纏自旋的量子機率的方式將原子連線在一起，可以重新分配系統中的不確定性，從而在某些部分以其他部分為代價提高了精度。

麻省理工學院的物理學家Chi Shu說：“就像光充當了原子之間的通訊紐帶一樣。”

“看到該光的第一個原子將對光進行輕微的修改，並且該光還將對第二個原子和第三個原子進行修改，並且在許多迴圈中，這些原子相互瞭解並開始表現相似。”

無論使用哪種方法，您聽的時間越長，最終結果將越精確。在這種情況下，團隊發現糾纏使測量過程比起SQL時鐘要快三倍。

這似乎並不那麼引人注目，但提速可能只是我們研究宇宙按時具有的一些更微妙的影響而已。

“隨著宇宙的老化，光速會改變嗎？電子的電荷會改變嗎？”麻省理工學院的首席研究員弗拉丹·弗萊蒂奇（Vladan Vuletic）說，“這就是您可以使用更精確的原子鐘進行探測的方式。”

它甚至可以讓我們找到廣義相對論分崩離析的點，指出新的物理學將時空的確定曲率與量子場的不確定性質相聯絡起來。或者讓我們更好地測量暗物質的精細時間扭曲特徵。

站在物理學和天文學新時代的邊緣，我們確實需要時間在我們這邊。

這項研究發表在《自然》上。