原子钟利用原子在一定条件下发出的信号为一秒钟的基础。今天大多数原子钟都使用铯原子的自然振动来测量微波频率，这是目前国际上对秒定义的基础。然而，使用振荡器的微波频率往往需要初始校准，并随着时间的推移产生不一致的频率，从而导致定时误差。相比之下，光学原子钟可以以更高的频率运行，可以将时间分成更小的单位，从而增加了时钟的“质量因数”。然而目前光学原子钟往往是大而复杂的。

美国国家标准与技术研究所（NIST）正在开发一种更小的解决方案，它通过一个芯片上的蒸气电池来测量铷而不是铯的活性。目前正在研究铷原子作为未来频率标准中使用的潜在替代物。NIST的光学原子钟需要更小的空间，更少的功率，只有大约275毫瓦。该研究所预计，这种新芯片可以制造出一个与手持设备一样大的时钟。这可能使它非常适合在学校和大学以外的地方使用，也可能是导航系统上的定时装置，甚至是卫星上的备用时钟，卫星上的原子钟几乎不可能进行维护，而且对功耗要求也及其苛刻。