包括來自東京大學固體物理研究所的研究人員在內的一個國際研究小組取得了突破性的發現。他們已經成功地證明了使用一種名為富勒烯的單分子作為開關，類似於一個晶體管。該團隊通過採用精確校準的激光脈衝實現了這一點，這使他們能夠以可預測的方式控制一個進入的電子的路徑。

富勒烯分子實現的開關過程可以比微芯片中使用的開關快得多，速度提高了三到六個數量級，這取決於利用的激光脈衝。富勒烯開關在網絡中的使用可能會加速計算機行業的發展，其能力已超過目前電子晶體管所能達到的水平。此外，它們有可能通過提供前所未有的分辨率水平來徹底改變微觀成像設備。

70多年前，物理學家發現，分子在電場存在的情況下會發射電子，後來又發現了某些波長的光。電子發射產生的圖案吸引了人們的好奇心，但卻無法解釋。但是，由於一項新的理論分析，這種情況已經改變，其影響不僅可以帶來新的高科技應用，而且可以提高我們仔細研究物理世界本身的能力。

關於富勒烯開關如何像火車軌道開關點一樣工作的一個簡單比喻。光脈衝可以改變進入的電子的路徑，這裡用火車錶示。

項目研究員Hirofumi Yanagisawa和他的團隊從理論上分析了富勒烯受激分子的電子發射在暴露於特定種類的激光時應如何表現，並且在測試他們的預測時，發現他們是正確的。

Yanagisawa說：”我們在這裡設法做的是使用非常短的紅色激光脈衝來控制分子引導入射電子的路徑的方式。根據光的脈衝，電子可以保持其默認的路線，或者以一種可預測的方式重新定向。因此，它有點像火車軌道上的開關點，或電子晶體管，只是速度快得多。我們認為我們可以實現比經典晶體管快100萬倍的開關速度。而這可能會轉化為現實世界中的計算性能。但同樣重要的是，如果我們能夠調整激光來誘騙富勒烯分子同時以多種方式開關，這可能就像在一個分子中擁有多個微觀晶體管。這可以增加系統的複雜性，而不增加其物理尺寸”。

作為開關基礎的富勒烯分子與也許更為著名的碳納米管有關，儘管富勒烯不是一個管子，而是一個碳原子球。當放在一個金屬點上時–基本上是一個針的末端–富勒烯以某種方式定向，因此它們將可預測地引導電子。飛秒（四億分之一秒）或甚至阿托秒（五億分之一秒）規模的快速激光脈衝被集中在富勒烯分子上，以觸發電子的發射。這是第一次用激光以這種方式來控制分子的電子發射。

“這項技術類似於光電子發射顯微鏡產生圖像的方式，”Yanagisawa說。”然而，那些人最多只能達到10納米左右的分辨率，或百億分之一米。我們的富勒烯開關增強了這一點，並允許實現大約300皮米的分辨率，或百億分之三米。”

原則上，由於多個超快電子開關可以結合到一個分子中，只需要一個富勒烯開關的小網絡就可以執行可能比傳統微芯片快得多的計算任務。但是有幾個障礙需要克服，例如如何使激光組件小型化，這對創造這種新型的集成電路至關重要。因此，我們看到基於富勒烯開關的智能手機可能仍然需要很多年。