2016年9月25日，天宫二号空间实验室成功发射并入轨，由中国科学院牵头负责的载人航天工程空间应用系统在天宫二号上开展了14项体现国际科学前沿和高技术发展方向的空间科学与应用任务，其中便包括世界首台太空运行的冷原子钟。在轨近两年时间里，冷原子钟运行正常、状态良好、性能稳定，完成了全部既定在轨测试任务，成功验证了在空间环境下高性能冷原子钟的运行机制与特性，同时实现了天稳7.2×10的-16次方的超高精度，为空间超高精度时间频率基准的重大需求以及未来空间基础物理前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础。

　　科普一下，所谓“原子钟”，是人类目前最精准的计时工具，通过测量原子特性的方式来计时，计时精度较普通石英钟表高5个数量级以上；而“冷原子钟”更是原子钟中的精度翘楚，这类高精度时钟把原子某两个能级之间的跃迁信号作为参考频率输出信号。

　　“空间冷原子钟”，顾名思义，就是在空间轨道环境下运行的冷原子钟。到了太空微重力环境，高精度原子钟的运行更有一番重要意义，它不仅可以对基本物理原理开展验证实验，也可发展更高精度的导航定位系统。但是，在太空稳定运行一台精密的空间冷原子钟是非常困难的，长期自主运行空间冷原子钟更是一项极具挑战性任务。

　　在载人航天工程总体领导下，在空间科学与应用总体部支持下，中国科学院上海光机所承担了天宫二号空间冷原子钟载荷分系统的研制工作，经过十余年的攻关，突破了微重力环境下运行的冷原子钟物理系统、长期自主运行的冷原子制备与操控激光光学系统、铷原子钟超低噪声微波频率源等一系列关键技术。国际同行纷纷高度评价了这一成果：“该工作是空间冷原子实验研究的一个重要的里程碑”；“随着实验的成功，中国在天基冷原子传感器的研究走在了世界的最前沿”。