Помимо атомов стронция 87Sr и 88Sr (а также их ионов 87Sr+ и 88Sr+), многие другие атомы или ионы также могут служить «маятником» часов, в том числе: атомы иттербия 171Yb (и его ион 171Yb+), атомы ртути 199Hg (и его ион 199Hg+), атомы тулия 169Tm, ионы бериллия и кальция 40Ca+ и ионы алюминия 27Al+ и т. д. Благодаря своим преимуществам, таким как богатый изотопный состав, чрезвычайно длительное время жизни возбужденного состояния энергетических уровней перехода часов и простота охлаждения атомным лазером, атомы стронция (87Sr) в настоящее время являются наиболее изученными, и исследования их атомных структур также гораздо более глубокие, чем исследования других элементов-кандидатов.

Оптические часы с такой высокой точностью трудно применять в повседневной жизни. Однако повышение точности измерения времени имеет большое значение для фундаментальных научных исследований, включая предоставление частотно-временных ориентиров для навигации в дальнем космосе, значительное увеличение времени измерения телескопов интерферометрии с очень большой базой, а также использование для релятивистской геодезии и обнаружения изменений гравитационного поля и т. д.

Являясь одним из самых точных в мире на сегодняшний день инструментов измерения времени, оптические решетчатые часы имеют следующие основные области применения:

- Система отсчета времени и глобальная система позиционирования (чрезвычайно высокая точность оптических решетчатых часов может быть использована для переопределения «секунды» в Международной системе единиц. В будущем они заменят существующий стандарт атомных часов на основе цезия и обеспечат отсчет времени для спутниковых навигационных систем, таких как GPS и Beidou).

- Фундаментальные научные исследования (например, проверка общей теории относительности, обнаружение темной материи и гравитационных волн, моделирование квантовой метрологии и релятивистской геодезии и т. д.).

Оптические решетчатые часы имеют важное стратегическое значение для научно-технического развития страны, в том числе:

- Расширение права голоса в международных стандартах, освоение технологий определения времени нового поколения и усиление влияния в мировой метрологической системе.

- Содействие прорывам в области высоких и сложных технологий. Оптические решеточные часы включают в себя передовые технологии, такие как лазерное охлаждение, квантовый контроль и сверхстабильная оптика, которые могут стимулировать развитие таких отраслей, как оптоэлектроника и точное производство.

- Укрепление национальной обороны и информационной безопасности. Высокоточная синхронизация времени является основой современных военных действий и информационных сетей, а независимо управляемая технология атомных часов имеет решающее значение для национальной стратегической безопасности.

Результат «отсутствие ошибки в течение 1 секунды за 16 миллиардов лет» получен не с помощью квантового моделирования на суперкомпьютерах, а путем простого расчета данных: учитывая, что систематическая неопределенность оптических часов составляет 2×10⁻¹⁸ (что указывает на то, что в оценке погрешности системы присутствует неопределенность 2×10⁻¹⁸, а в худшем случае эта ошибка накапливается непосредственно со временем), следовательно, время, необходимое для ошибки в 1 секунду, составляет 1/(2×10⁻¹⁸) с ≈ 16 миллиардов лет.

Трудно предсказать долгосрочный предел развития оптических решетчатых часов с точки зрения технологического развития. С точки зрения точности измерения основных систематических элементов сдвига частоты современных оптических решетчатых атомных часов, а именно сдвига частоты излучения черного тела и сдвига частоты переменного тока Штарка решетчатого света, очень сложно сделать дальнейшие прорывы после достижения 3×10⁻¹⁹, что означает погрешность в 1 секунду за 110 миллиардов лет.

В последние годы Китай часто достигал отличных результатов в области оптических решетчатых часов. С точки зрения точности оптические решетчатые часы в Китае превзошли часы Европейского Союза и Японии, уступая только Соединенным Штатам. На этот раз Национальный центр службы времени успешно разработал оптические решетчатые часы на атоме стронция с систематической неопределенностью и нестабильностью ниже 2×10⁻¹⁸. Это означает, что в мире существует трое оптических решетчатых часов на атоме стронция с систематической неопределенностью ниже 2×10⁻¹⁸. Это делает оптические решетчатые часы на атоме стронция первыми, которые полностью соответствуют требованиям к производительности оптических часов, выдвинутым изменением определения оптической «секунды», что может изменить путь изменения определения оптической «секунды» и, по крайней мере, позволяет оптическим решетчатым часам на атоме стронция иметь большее влияние в процессе определения оптической «секунды».