Doğrudan güç tasarrufunun yanı sıra, anahtar soğutma gerektirmez ve saniyede 1 trilyon işlem hızında çalışır; günümüzün ticari transistörlerinden 100 ila 1,000 kat daha hızlıdır.
Cihaz, durumunu "0" veya "1" olarak ayarlamak ve bunlar arasında geçiş yapmak için iki lazere güvenir. Çok zayıf bir kontrollü lazer ışını, daha parlak başka bir lazer ışınını açmak veya kapatmak için kullanılır. Kontrol ışınında yalnızca birkaç foton alır, dolayısıyla cihazın verimliliği yüksektir.
Anahtarlama, yüksek derecede yansıtıcı inorganik yapılar arasına sıkıştırılmış 35 nanometrelik ince organik yarı iletken bir polimer olan bir mikro boşluğun içinde gerçekleşir. Mikro boşluk, gelen ışığın boşluğun malzemesiyle birleşmesini kolaylaştırmak için mümkün olduğu kadar uzun süre içeride tutulacak şekilde inşa edilmiştir.
Bu hafif madde birleşimi yeni cihazın temelini oluşturuyor. Fotonlar, boşluğun materyalindeki bağlı elektron-delik çiftleriyle (diğer adıyla eksitonlar) güçlü bir şekilde birleştiğinde, bu, anahtarın işleminin merkezinde yer alan bir tür yarı parçacık olan eksiton-polaritonlar adı verilen kısa ömürlü varlıkların ortaya çıkmasına neden olur.
Pompa lazeri (ikisinden daha parlak olanı) anahtar üzerinde parladığında, bu aynı konumda binlerce özdeş yarı parçacık oluşturur ve Bose-Einstein yoğunlaşması adı verilen, "0" ve "1" mantık durumlarını kodlayan bir form oluşturur. cihaz.
Ekip, cihazın iki seviyesi arasında geçiş yapmak için, pompa lazer darbesinin gelmesinden kısa bir süre önce yoğuşmayı tohumlayan bir kontrol lazer darbesi kullandı. Sonuç olarak, lazer pompasından gelen enerji dönüşümünü teşvik ederek yoğuşma suyundaki yarı parçacık miktarını artırır. İçerisindeki partikül miktarının fazla olması cihazın “1” durumuna karşılık geliyor.
Araştırmacılar, düşük güç tüketimini sağlamak için çeşitli ayarlamalar yaptı: İlk olarak, verimli anahtarlama, yarı iletken polimer moleküllerinin titreşimleriyle desteklendi.
İşin püf noktası, pompalanan durumlar ile yoğunlaşma durumu arasındaki enerji boşluğunu polimerdeki belirli bir moleküler titreşimin enerjisine uydurmaktı.
İkinci olarak ekip, lazerlerini ayarlamak için en uygun dalga boyunu bulmayı başardı ve tek atışta yoğunlaşma tespitine olanak tanıyan yeni bir ölçüm şeması uyguladı.
Üçüncüsü, yoğuşmayı tohumlayan kontrol lazeri ve algılama şeması, cihazın "arka plan" emisyonundan kaynaklanan gürültüyü bastıracak şekilde eşleştirildi.
Bu önlemler, cihazın sinyal-gürültü seviyesini maksimuma çıkardı ve aşırı enerjinin mikro boşluk tarafından emilmesini önledi; bu, yalnızca onu moleküler titreşimler yoluyla ısıtmaya hizmet edecekti.