要更准确地测量时间，需要刻度更细的“尺子”，也就是振荡频率更高、振荡周期更短的时钟。过去，我们用天体的周期性运动作为“时间的尺子”，而现在，我们借助于原子能级之间固定的跃迁频率，让计时结果更加可靠。基于这一原理的计时器包括微波钟、光钟等，它们都具有很高的精度，而近几年来，光钟的精度已经远远超过了微波钟（如下图）。

最近，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院高克林研究员在《国家科学评论》(National Science Review，NSR) 发表题为"The 40Ca+ ion optical clock"的观点文章，描述其研究团队在钙离子光钟领域的研究进展及展望。该团队研究钙离子光钟已经超过二十年，解决了一系列关键物理问题并突破了关键技术：首先将单个钙离子囚禁起来，并用激光冷却技术降低离子的温度；同时，将一台激光器的频率锁定到一台精细度很高的稳频腔上，获得了极窄的激光线宽；在此基础上，实现了光钟锁定。

光钟的两个最重要性能指标是不确定度和稳定度。不确定度反映了光钟的时间/频率测量准确程度，稳定度反映了光钟对时间/频率测量的分辨能力。

不确定度方面，该团队引入“魔幻”频率射频囚禁场和优化伺服反馈等方式，将不确定度指标提高到2×10^-17，相当于16亿年不差一秒，是目前国际上不确定度水平最高的钙离子光钟。