Koncepcja atomowego odbiornika radiowego rozwinęła się w drugiej połowie lat 2010., kiedy wykazano możliwość odbioru sygnałów analogowych i cyfrowych z wykorzystaniem komórki z parą atomową jako anteny i mieszacza.
W 2019 roku zespół z National Institute of Standards and Technology (NIST) zademonstrował odbiornik wykorzystujący atomy cezu do odbioru sygnałów z modulacją fazy (m.in. QPSK i QAM), stosowanych we współczesnych systemach łączności bezprzewodowej. W doświadczeniu użyto dwóch sygnałów radiowych: jednego pełniącego rolę fali odniesienia i drugiego niosącego informację, przy czym ich mieszanie zachodziło bezpośrednio w atomach, a odczyt danych odbywał się optycznie.
Równolegle rozwijano koncepcje wielokanałowych odbiorników atomowych, zdolnych do jednoczesnego odbioru sygnałów AM i FM w kilku pasmach częstotliwości, m.in. poprzez wykorzystanie różnych gatunków atomów lub wielu przejść rydbergowskich w jednej komórce. Kolejne prace eksperymentalne dotyczyły m.in.