包括来自东京大学固体物理研究所的研究人员在内的一个国际研究小组取得了突破性的发现。他们已经成功地证明了使用一种名为富勒烯的单分子作为开关，类似于一个晶体管。该团队通过采用精确校准的激光脉冲实现了这一点，这使他们能够以可预测的方式控制一个进入的电子的路径。

富勒烯分子实现的开关过程可以比微芯片中使用的开关快得多，速度提高了三到六个数量级，这取决于利用的激光脉冲。富勒烯开关在网络中的使用可能会加速计算机行业的发展，其能力已超过目前电子晶体管所能达到的水平。此外，它们有可能通过提供前所未有的分辨率水平来彻底改变微观成像设备。

70多年前，物理学家发现，分子在电场存在的情况下会发射电子，后来又发现了某些波长的光。电子发射产生的图案吸引了人们的好奇心，但却无法解释。但是，由于一项新的理论分析，这种情况已经改变，其影响不仅可以带来新的高科技应用，而且可以提高我们仔细研究物理世界本身的能力。

关于富勒烯开关如何像火车轨道开关点一样工作的一个简单比喻。光脉冲可以改变进入的电子的路径，这里用火车表示。

项目研究员Hirofumi Yanagisawa和他的团队从理论上分析了富勒烯受激分子的电子发射在暴露于特定种类的激光时应如何表现，并且在测试他们的预测时，发现他们是正确的。

Yanagisawa说："我们在这里设法做的是使用非常短的红色激光脉冲来控制分子引导入射电子的路径的方式。根据光的脉冲，电子可以保持其默认的路线，或者以一种可预测的方式重新定向。因此，它有点像火车轨道上的开关点，或电子晶体管，只是速度快得多。我们认为我们可以实现比经典晶体管快100万倍的开关速度。而这可能会转化为现实世界中的计算性能。但同样重要的是，如果我们能够调整激光来诱骗富勒烯分子同时以多种方式开关，这可能就像在一个分子中拥有多个微观晶体管。这可以增加系统的复杂性，而不增加其物理尺寸"。

作为开关基础的富勒烯分子与也许更为著名的碳纳米管有关，尽管富勒烯不是一个管子，而是一个碳原子球。当放在一个金属点上时--基本上是一个针的末端--富勒烯以某种方式定向，因此它们将可预测地引导电子。飞秒（四亿分之一秒）或甚至阿托秒（五亿分之一秒）规模的快速激光脉冲被集中在富勒烯分子上，以触发电子的发射。这是第一次用激光以这种方式来控制分子的电子发射。

"这项技术类似于光电子发射显微镜产生图像的方式，"Yanagisawa说。"然而，那些人最多只能达到10纳米左右的分辨率，或百亿分之一米。我们的富勒烯开关增强了这一点，并允许实现大约300皮米的分辨率，或百亿分之三米。"

原则上，由于多个超快电子开关可以结合到一个分子中，只需要一个富勒烯开关的小网络就可以执行可能比传统微芯片快得多的计算任务。但是有几个障碍需要克服，例如如何使激光组件小型化，这对创造这种新型的集成电路至关重要。因此，我们看到基于富勒烯开关的智能手机可能仍然需要很多年。