光学原子钟的原理是基于对两个原子能级之间能量差的精确检测，该能量差是根据在给定时间间隔中累积的量子相来衡量的。问题在于，光学时钟的稳定性受到两个方面的限制：1）局域振荡器激光对原子系统的噪音干扰；2）与离散测量相关的量子噪声引起的标准量子极限。理论研究表明，在光学时钟转换上产生纠缠有望消除噪音干扰，但是并未经过实验验证。

有鉴于此，麻省理工学院Vladan Vuletić等人从实验的角度证实，基于多原子纠缠态的光学原子钟，可以有效减少噪音，使计时精度和准确度得到进一步提高。

研究人员使用由数百个镱-171原子组成的集合体，在SQL上获得了4.4 （+0.6，-0.4）分贝的计量增益，相当于将平均时间减少了2.8±0.3倍。

这项研究还受到一些其他噪音的干扰，对于基本物理定律、大地测量学和重力波检测的精确测试都提供了新的思路。

参考文献：

Edwin Pedrozo-Peñafiel et al. Entanglement on an optical atomic-clock transition. Nature 2020, 588, 414-418.

https://www.nature.com/articles/s41586-020-3006-1