ระบบหน่วยระหว่างประเทศ หรือเอสไอ (International System of Units, SI) ตามนิยามปี 2562 วางอยู่บนค่าคงที่ที่มีค่าแน่นอนจํานวน 7 ตัว ทําให้มาตรฐานการวัดระดับปฐมภูมิ (primary measurement standard) ของปริมาณฐานเดิมเปลี่ยนแปลง อาทิ มาตรฐานการวัดระดับปฐมภูมิของมวล ส่งผลกระทบต่อห่วงโซ่ความสามารถสอบกลับได้ทางมาตรวิทยา (metrological traceability chain) และลําดับชั้นการสอบเทียบ (calibration hierarchy) ทั้งนี้การเปลี่ยนนิยามเอสไอในปี 2562 ยังไม่สมบูรณ์เนื่องจากยังละค่าคงที่ caesium frequency ∆𝜈Cs ไว้ และค่าคงที่ของพลังค์ (Planck constant) ยังมีค่าความไม่แน่นอนสูงกว่าค่าเป้าหมายที่เคยกําหนดไว้ 

สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติได้เริ่มการวิจัยมาตรฐานการวัดระดับปฐมภูมิ 3 รายการ ได้แก่ นาฬิกาอะตอมเชิงแสงด้วยไอออนเย็นของธาตุอิตเทอร์เบียม (Ytterbium ion optical clock) สะพานไฟฟ้าอิมพิแดนซ์เชิงควอนตัม (quantum impedance bridge) และตราชั่งแบบคิบเบิล (Kibble balance) ซึ่งจะเป็นมาตรฐานการวัดระดับปฐมภูมิของ เวลา อิมพิแดนซ์และมวล

มาตรฐานการวัดทั้งสามรายการนี้เป็นระบบขนาดใหญ่ที่มีความซับซ้อน เกิดจากปรากฏการณ์ธรรมชาติเชิงควอนตัมที่มีลักษณะเฉพาะเจาะจงและคงตัว แล้วนํามาผนวกกับระบบวัดที่มีความไวอย่างยิ่ง เพื่อสําแดง หรือถ่ายทอดลักษณะเฉพาะเชิงควอนตัมมาเป็นสัญญาณที่สามารถนําไปใช้ประโยชน์ทางมาตรวิทยาต่อไป สำหรับงานวิจัยในปีนี้ประกอบด้วย

          โครงการวิจัยเหล่านี้ได้รับงบประมาณสนับสนุนจากหน่วยบริหารและจัดการทุนด้านการพัฒนากำลังคน และทุนด้านการพัฒนาสถาบันอุดมศึกษา การวิจัยและการสร้างนวัตกรรม (บพค.) และกองทุนวิจัย EMPIR ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่างองค์กรมาตรวิทยาแห่งยุโรป (EURAMET) และ Horizontal 2020

          ผลลัพธ์ของโครงการเหล่านี้ช่วยให้เกิดเกิดความร่วมมือระหว่างสถาบันการศึกษาและหน่วยวิจัยในระดับนานาชาติ ทำให้นักวิจัยสามารถทำงานร่วมกันและสร้างผลงาน บทความวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับชาติและนานาชาติ และยังช่วยให้เกิดการพัฒนาองค์ความรู้ในการสร้างชิ้นงานร่วมกับภาคเอกชนในประเทศ ทำให้มีความสามารถสร้างเทคโนโลยีบางอย่างขึ้นใช้เอง และเป็นผู้นำในด้านนั้น พร้อมกันนั้นยังเป็นการกำหนดระบบโครงสร้างพื้นฐานทางการวัดเชิงควอนตัม เพื่อใช้เป็นมาตรฐานทางการวัดของประเทศ ทำให้ประเทศไทยมีมาตรฐานการวัดที่เทียบเท่ากับสากล