2025年7月20日
波蘭與德國完成了首條跨國光纖連接，用於實驗室間超高精度時間測量的比對，這是建立泛歐洲時間標準網路的重要一步。
這項新連線可實現兩國最精準時鐘——光學原子鐘——的即時同步，有望推動導航、安全性，甚至地震預測等領域的重大突破。
「數十年來，世界上並不存在一個絕對標準的全球性時計——就像賽弗爾標準公斤那樣——讓所有時鐘必須與其同步，」波蘭托倫尼古拉·哥白尼大學（Nicolaus Copernicus University in Toruń）物理學家米哈烏·扎瓦達（Dr. Michał Zawada）教授表示。
他補充說：「如今若要取得一個可靠的時間標準，關鍵在於能即時比對世界不同地區的時鐘測量，並平均它們的數據。」
690公里長的光纖「時間橋」
新建的光纖橋連接德國不倫瑞克（Braunschweig）的德國國家計量研究所（PTB）與波蘭的波茲南超級計算與網路中心（Poznań Supercomputing and Networking Centre），總長約690公里，由波蘭 PIONIER 網路（約270公里）與德國 GÉANT 基礎設施（約420公里）組成。
這條連線屬於歐洲 GÉANT 科研網絡的一部分，使德國最精密的原子鐘時間訊號能直接傳送至波蘭關鍵機構，包括哥白尼大學與設於華沙的波蘭計量局（負責國家標準時間的官方機構）。
精密技術的心跳：光學原子鐘
從鐘擺鐘到石英錶，傳統計時設備早已無法滿足當今科學與工業對極高精度的需求。GPS導航、高頻交易、量子密碼學，甚至軍事協同作戰，都依賴以十億分之一甚至兆分之一秒為單位的精確時間。
目前最精準的時間測量工具是原子鐘，透過原子震盪來測量時間。而像托倫這類光學原子鐘，其「鐘擺」每秒震動達到數十億億次，精度更勝一籌。
扎瓦達表示：「若我們能以如此高的精度測量時間，就能進行對宇宙中非常微妙性質的計算。根據愛因斯坦的理論，重力會扭曲時空——時間在質量大的地方會變慢，在遠離重力源處則變快。」
這種微小差異現在已能被測量。「文化科學宮（華沙地標）的時鐘，實際上走得比正在搭地鐵的市民手錶稍快一些，」他解釋說。「雖然日常生活中這些差異無關緊要，但在科技領域，它們可以派上大用場。」
可用於地震預警的工具
扎瓦達指出：「當地底下的質量分布改變——例如火山口下的岩漿庫充滿時——當地的重力場就會改變，進而讓時間的流動變得比以前慢些。」
「如果將一只鐘放在活火山旁，另一只放在穩定地區，它們最終會不同步——兩者的時間開始以不同速度前進。」這一原理已被日本科學家應用於預測地震與火山活動，為居民爭取寶貴的撤離時間。
光纖技術開啟新時代
以往原子鐘間的時間比對依賴無線電波，對老式技術尚可，但對現代光學鐘來說精度遠遠不足。扎瓦達形容：「這就像透過寄紙本信件來問對方幾點了——完全說不通。」
現今，光纖成為必要的媒介，可無失真地傳送高頻率的光子（光的粒子）。「我們需要一種媒介，能長距離快速地傳送不變的特定頻率光子，」他說。
這條 Pathfinder 光纖連線設有10個訊號放大點與一個專用的時間頻率轉發器，其傳輸設備由波蘭波茲南超級計算中心與克拉科夫 AGH 科技大學共同研製。
不過，扎瓦達坦言：「這個計畫最大的挑戰其實不是技術，而是官僚與政治層面的問題：如何在法律上允許鋪設一條跨國光纖。」如今這些障礙已被克服，也為未來更多跨國連線鋪路。
精準時間 = 精準科學與產業未來
光學原子鐘的核心是某一特定頻率的光子——這是能激發特定原子的「光的顏色」，從而測量時間。「每種顏色都是一種『光子鐘擺』，」扎瓦達解釋。「若我們找到能激發某種原子的顏色——而原子本身不會改變偏好——那我們就擁有一個穩定的時間標準。」
在不同地點比對這些「顏色」能揭示重力差異、偵測地質變動，並為未來的科學與工業精準化奠定基礎。
「現在是時候邀請更多夥伴加入，」扎瓦達表示。「我們希望其他國家也能參考此模式，共同建立一個歐洲時間測量中心網絡。」
