美国国家标准技术研究院（National Institute of Standards and Technology，简称NIST）目前正在开展一项名为“NIST on a Chip”的项目，该项目对NIST传统的计量服务进行了巨大的革新，最终目标是将复杂耗时的测量服务从实验室搬到用户处，使得终端用户可以在本地直接开展计量活动。为此，NIST正在研制可以直接分发给用户的计量标准器，使得用户能够在各种应用场景下随时随地对国际单位(SI)系统进行精确的测量。 

       为了达到上述目标，满足用户各种应用场景，“NIST on a Chip”项目将研制基于量子效应的高精度，低功耗，低成本的芯片级计量标准器，通过不同的物理机理，这些标准器可以实现一系列量值的精确测量。 

       随着诸多领域的飞速发展，传统逐级传递计量方式的弊端日益凸显，对生产和应用场景中的物理量直接实现精密标准级原位测量可以极大促进生产力的升级，从而增强各领域的经济竞争力，开启产业升级和技术发展的机会。除此之外，“NIST on a Chip”还兼具以下的优势。 

       1.打破校准周期 

       目前，传统的计量方法是基于量值的逐级传递所实现的。需要进行校准服务的用户将定期向NIST送检仪器设备，在NIST的实验室内进行校准之后，再将仪器返回给用户。而“NIST on a Chip”则计划直接向用户提供大规模生产的基于稳定量子效应的芯片级计量标准器，使得用户在绝大多数情况下可以直接在本地进行校准工作，避免过长的校准周期，提高生产效率。 

       2.低生产成本 

       “NIST on a Chip”所研制的芯片级计量标准器都是基于集成电路和微机电工艺（MEMS）所制造的。测量不同物理量的芯片级计量标准器都可以使用通用的硅基片和工艺制造，从而有效地降低生产成本和集成在现有的系统中。

       3.集成组件 

       单个芯片级计量标准器还可以实现多物理量的精密测量，因为在基于量子效应的物理量测量中，不同的物理量最终都可以溯源至时间频率。目前“NIST on a Chip”项目已取得了重大的进展，通过光与原子的相互作用对原子进行精细控制、微型光频梳和光波导数据传输等一系列关键技术。