東京大学の香取秀俊教授らの研究グループは、相対性理論を応用し、2地点に設置した「光格子時計」の時間差の測定によって2地点間の標高差を5cmの精度で測定することに世界で初めて成功した。
光格子時計とは、レーザー光を干渉させて作り出した光格子（光の波長より小さな多数の領域）に原子を1つずつ収め、別のレーザー光を当てて共鳴周波数を測定する原子時計。香取教授は2014年に、この時計で10の18乗分の2秒の精度（160億年に1秒の誤差。18桁の精度という）を実現している。
一方、アインシュタインの一般相対性理論によると、重力が強い（標高が低い）場所で時間が遅れるという。この極めてわずかな遅れの測定は、18桁の精度の時計によって初めて可能になり、2台の時計の高さに数cmの差があれば、時間差の計測ができる。これを応用すれば、時間差の計測により、遠隔地の標高差の測定（相対論的測地）が可能になる。
そこで研究グループは、約15km離れた東京大学（東京都文京区）と理化学研究所（埼玉県和光市）に光格子時計を設置して光ファイバーでつなぎ、遠隔地比較を実施。東大の時計の方がわずかに遅かったことから、計算の結果2地点の標高差15m16cm（誤差5cm）を算出した。
現在研究グループは光格子時計の実用化のため、一層の高精度化と可搬化、自動運転、遠隔制御、長期的な信頼性の向上に取り組んでいる。今後、光格子時計を各地に設置、「量子水準点」を設けて接続して「時計のインターネット」を構築すれば、火山活動による地殻変動の監視や、GNSS（全球測位衛星システム）と補完的に利用できる超高精度な標高差計測システムの確立など、安全安心な社会基盤となる可能性があるとしている。
