STM工作原理是掃描表面附近的超銳利針尖來感知單個(gè)原子的排列，并且針尖可以將原子拉動(dòng)或攜帶到所需的排列中。計(jì)算機(jī)中信息的基本單位是一個(gè)值為“ 0”或“ 1”的位。量子位可以是同時(shí)稱為疊加狀態(tài)的“ 0”或“ 1”。狀態(tài)是量子力學(xué)的基本特征。 IBM使用稱為“自旋”的鈦原子量子特性來表示一個(gè)量子比特。自旋特性使每個(gè)鈦原子具有磁性，因此它的行為就像一個(gè)小小的指南針。

每個(gè)鈦原子都有一個(gè)南北磁極，兩個(gè)磁取向定義了量子位的“ 0”或“ 1”。 IBM將鈦原子放在選定的超薄氧化鎂表面上，以保護(hù)其磁性并展示其量子個(gè)性?？茖W(xué)家們隨后將高頻無線電波，微波，應(yīng)用于原子。微波來自顯微鏡的頂端，使研究小組能夠控制原子的方向。當(dāng)調(diào)諧到正確的頻率時(shí)，鈦原子會(huì)執(zhí)行一個(gè)“量子舞蹈”，其磁極繞著所需方向旋轉(zhuǎn)并結(jié)束。這種舞蹈，或稱拉比振蕩，非常快，需要20納秒才能使量子位來回轉(zhuǎn)動(dòng)。原子以二進(jìn)制“0”或“1”結(jié)尾，這取決于無線電波的作用時(shí)間。