Ngoài khả năng tiết kiệm điện trực tiếp, công tắc không cần làm mát và hoạt động với tốc độ 1 nghìn tỷ hoạt động mỗi giây, nó nhanh hơn từ 100 đến 1,000 lần so với các bóng bán dẫn thương mại hiện nay.
Thiết bị dựa vào hai tia laser để đặt trạng thái của nó thành “0” hoặc “1” và chuyển đổi giữa chúng. Một chùm tia laser điều khiển rất yếu được sử dụng để bật hoặc tắt chùm tia laser khác sáng hơn. Nó chỉ mất một vài photon trong chùm điều khiển, do đó hiệu suất cao của thiết bị.
Việc chuyển đổi xảy ra bên trong một vi trọng lực - một polyme bán dẫn hữu cơ mỏng 35 nanomet được kẹp giữa các cấu trúc vô cơ có tính phản xạ cao. Vi trọng lực được xây dựng theo cách để giữ cho ánh sáng tới bị mắc kẹt bên trong càng lâu càng tốt để có lợi cho sự kết hợp của nó với vật liệu của khoang.
Sự kết hợp vật chất ánh sáng này tạo nên cơ sở của thiết bị mới. Khi các photon kết đôi mạnh mẽ với các cặp lỗ trống liên kết - hay còn gọi là exciton - trong vật liệu của khoang, điều này làm phát sinh các thực thể tồn tại trong thời gian ngắn gọi là exciton-polaritons, là một loại quasiparte nằm ở trung tâm hoạt động của công tắc.
Khi tia laser bơm - sáng hơn một trong hai - chiếu vào công tắc, điều này tạo ra hàng nghìn quasipar giống hệt nhau ở cùng một vị trí, tạo thành cái gọi là điểm ngưng tụ Bose-Einstein, mã hóa trạng thái logic “0” và “1” của thiết bị.
Để chuyển đổi giữa hai cấp độ của thiết bị, nhóm nghiên cứu đã sử dụng xung laser điều khiển gieo vào chất ngưng tụ ngay trước khi xuất hiện xung laser bơm. Kết quả là, nó kích thích quá trình chuyển đổi năng lượng từ tia laser của máy bơm, thúc đẩy lượng chuẩn hạt ở điểm ngưng tụ. Lượng hạt cao trong đó tương ứng với trạng thái "1" của thiết bị.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một số tinh chỉnh để đảm bảo tiêu thụ điện năng thấp: Đầu tiên, việc chuyển mạch hiệu quả được hỗ trợ bởi sự rung động của các phân tử polyme bán dẫn.
Bí quyết là so sánh khoảng cách năng lượng giữa các trạng thái bơm và trạng thái ngưng tụ với năng lượng của một rung động phân tử cụ thể trong polyme.
Thứ hai, nhóm nghiên cứu đã tìm ra bước sóng tối ưu để điều chỉnh tia laser của họ và thực hiện một sơ đồ đo mới cho phép phát hiện chất ngưng tụ trong một lần chụp.
Thứ ba, tia laser điều khiển gieo hạt ngưng tụ và sơ đồ phát hiện của nó được khớp theo cách triệt tiêu nhiễu từ phát xạ “nền” của thiết bị.
Các biện pháp này đã tối đa hóa mức tín hiệu trên nhiễu của thiết bị và ngăn không cho một lượng dư năng lượng bị hấp thụ bởi vi trọng lực, vốn chỉ làm nóng thiết bị thông qua các dao động phân tử.