该装置的核心是一个原子，它可以在两种状态之间切换。被设定的状态为，仅从光纤右边或左边发送单个光子，相应地，装置中心的原子将反射或者传导下一个传入的光子。比如，一个从右边过来的光子沿着自己的路径奔向左边，同时一个从左边过来的光子被反射回去，导致处在中心的原子快速翻转。完全相反的情形是，原子让左边过来的光子正常行进，一旦从右边来的光子逆流而至，这个原子又被快速翻转回来。这种原子基“开关”仅用单个光子就可操作，不需其他额外条件。
“从某种意义上讲，这个光学设备类似于能控制电流开关的电子晶体管。”魏茨曼研究所量子光学课题组组长巴拉克·达洋博士说，光子不仅是构成信息流的单位，还具备控制设备的功能。
物理学家组织网7月15日（北京时间）报道称，取得这项成果需要充分结合世界上两个最先进的技术。一个是激光制冷和原子捕获技术，另一个是基于芯片和超高品质的微型光学谐振器的制造技术，二者直接结合起来能制备出符合实验要求的光纤。达洋实验室所在的魏茨曼研究所，是世界范围内少有的能同时熟练掌握这两种技术的研究所之一。
在研发量子计算机所做的各种努力中，最主要的动力来源于客观存在的量子“叠加态”，这是粒子以不同形态同时存在的一种状态，拥有并行处理巨型数据库的潜能。而且，叠加态的无限期存在，能持续对系统进行监控和测量，防止计算机崩溃。因为量子系统之间完全没有交往，量子系统与其他粒子系统的互动也微乎其微，所以，光子是量子系统之间通信最有前途的候选对象。
达洋博士说：“构建量子计算机的道路仍然很长，我们建造的设备演示了一个简单实用的系统，可以应用于所有未来量子计算机的建构。在目前的演示中，单个原子可以做晶体管，也可以做光子间的双向开关，但是在接下来的实验中，我们希望扩展这种单独作用于光子的设备种类，比如新型光子存储器或者逻辑门等。”
