工作原理
科學家通過來自掃描隧道顯微鏡特別尖的導電針上的電脈衝來調節此居中的杜醌分子，從而對此裝置進行操作。由於電脈衝強度的不同，此分子及其4個圓錐細胞將出現不種方式的移位。再加上居中杜醌分子與周圍的16個杜醌分子連線的化學鍵不牢固，從而導致每一個分子也出現移位變化。這就像推倒一塊多米諾骨牌會引發一連串的多米諾骨牌倒下。可以想像一下，1隻蜘蛛位於由16根蜘蛛絲編織的蜘蛛網中心，當蜘蛛向某一個方向移動時，每根連線它的蜘蛛絲就會各自感受稍有不同的拖拉。依照這種方式，居中杜醌分子的電脈衝可同時向周圍16個分子傳送不同的指令。研究人員稱這項設計是受大腦細胞的啟發，因為大腦神經細胞有樹狀一樣的放射狀神經分枝，每一個分枝都習慣於和其他大腦神經細胞溝通，傳輸指令。電腦科學家表示未來幾十年巨大的並行處理會革新電腦的思維方式。班德亞帕德耶說，所有這些連線正是大腦如此強大的原因。由於杜醌擁有4個圓錐細胞，本質上就有4個不同的配置。再由於此居中杜醌分子還同時控制其他16個分子，從算術上計算，這意味著一個電脈衝信號可以實現4的16次方(近43億)種不同的結果。相比之下，普通電晶體計算機一次僅能夠執行一種指令，或0或1，僅有兩種不同結果。研究人員使用掃描隧道顯微鏡確實讓此16個分子正如他們所希望的那樣回應了中心控制分子的指令。這就像空間站和太空船通話一樣。如果你看過科幻電影《神奇旅程》，就明白這是怎么回事。
加以利用
科學家可以將這種裝置與其他分子相結合來使用。比如：研究人員建造一批僅由分子構成的機器，如發動機、推進器、電閘、電梯和感測器等。此裝置將提供辦法來控制所有其他裝置整體性地協調運轉。的確，班德亞帕德耶及其同事證實了他們可以讓他們的發明調控8台這種分子機器協同工作，好像它們都是微型工廠的一部分。班德亞帕德耶稱，此發明還可用於控制複雜分子機器上裝備的元件。今後的套用之一將醫學領域，構想將這樣的分子儀器植入血液中，或許能夠摧毀人體內的腫瘤。將來腦瘤患者不用做手術，因為血液中的分子組裝機會直達目標地，執行目標任務。目前此發明的套用是掃描隧道顯微鏡上配備的特別尖的導電針。然而，班德亞帕德耶希望將來能使用分子代替導電針，對此裝置傳送指令。另一套用是基於大腦工作方式建造巨大平行處理的超級電腦。此裝置需要在真空和零下196攝氏度極冷的條件下製成，不過，它卻能在室溫條件下正常工作。研究人員可以將此裝置從二維的16分子環狀結構擴展至三維的1024分子球狀結構。這意味著它能同時執行1024個指令，產生4的1024次種不同的結果。這項研究成果發表在3月10日出版的《美國國家科學研究院學報》上。
化學：UCLA化學家在分子電腦上有重大進展
UCLA化學家宣布在分子電腦上有重大進展，同時也首次展示一種可重新裝配的分子開關(reconfigurable molecular switch)，其工作環境為室溫之固態。在積體電路中基本的元件就是如電晶體這樣的矽晶開關元件，這團隊擬由有機分子開關來取代這矽晶元件。現在，這個障礙的突破將使得未來分子電腦之製造可比現今之矽晶電腦更便宜、更小、而且更有效率。
這個研發團隊是由 UCLA 之 James R. Heath、J. Fraser Stoddart以及 Pat collier 所領導，並包含了 Hewlett-Packard 公司的研究人員。去年這團隊在 Science 發表之分子開關只能切換一次，因此只能套用在靜態儲存(static storage)。如今發表的分子開關可以重複動作數百次。Heath 說: "這個進步不再是遲緩的漫步，而是快速的前進"。
最直接的套用是在於分子隨機存取記憶體(molecular RAM)，目前也已經接近完成階段。這些分子叫做 catenanes，是由兩個微小連鎖環所組成，在實驗中，不僅要使這些相互連鎖之分子構件有效率的聯繫，更要能夠使這些分子可以在固態中動作。此外，利用一些化學反應，這些構件可以自動組成一對連鎖環，其中一個環可以被激發而在兩個不同態中移動(相對於另一個環)，因此構成 0 與 1 兩個穩定態，即切換動作是藉由電壓之改變，使得其中一個環被離子化，藉由庫倫推力來旋轉該環，當ttf (tetrathiaful-valene)在內側時為 1，TTF 在外側則為 0。在未來幾年，Heath及其團隊將致力發展分子邏輯、分子記憶體、以及奈級繞線(nano-size Wires)。
