Certaines applications embarquées requièrent une référence absolue de temps/fréquence autonome qui ne peut être fournie que par une horloge atomique. Ces applications demandent des horloges atomiques de performances modestes certes, mais avec un degré poussé de miniaturisation associé à une très faible consommation et une grande fiabilité. L’objectif à long terme est de les installer dans des récepteurs GNSS, des téléphones mobiles professionnels, etc.

Un concept prometteur d’horloge atomique répondant à ces besoins repose sur le phénomène de piégeage cohérent de population (CPT – Coherent Population Trapping en anglais). Il s’agit d’un phénomène quantique différent de celui rencontré dans les horloges à rubidium en cellule mais qui permet lui aussi de réaliser simultanément et avec uniquement deux faisceaux laser les interactions principales : préparation de l’état, interrogation des atomes et détection du signal d’horloge par absorption.

Le grand intérêt de la technique CPT est de s’affranchir de la cavité résonante micro-onde, ce qui autorise une plus grande miniaturisation de la partie physique de l’horloge et sa fabrication en série plus aisée par des techniques de microfabrication. Le but ultime est de réaliser des horloges CPT de dimensions centimétriques. Des dispositifs industriels déjà très compacts (< 17 cm³ , consommation < 120 mW) sont déjà commercialisés et viennent concurrencer les horloges classiques à cellule de rubidium sur une partie du marché.

Les pistes d’amélioration des horloges CPT sont d’une part la poursuite de la miniaturisation et la réduction de la consommation électrique, d’autre part l’amélioration des performances, par exemple en utilisant une technique d’interrogation pulsée analogue à celle proposée par N. Ramsey.