Évolution des circuits intégrés et des périphériques de stockage utilisés dans les ordinateurs ont procédé à un rythme exponentiel: à l'heure actuelle, il faut 2 à 3 ans pour chaque moitié successifs de la taille du composant. a suivi une tendance similaire dans la miniaturisation de la taille des bits de matériel magnétisé utilisés dans les disques durs de stockage d'informations. Cependant, ces technologies ont des limites fondamentales, au-dessous de laquelle les dispositifs n'est plus fonctionnent d'une manière prévisible. Par exemple, l'oxyde de couches utilisées dans des dispositifs de complementary metal oxide semiconductor (CMOS) deviennent tellement minces qu'il effectue l'électricité de manière mécanique quantique par electron tunneling. En 1998, il a été estimé que la microélectronique et des technologies de stockage magnétique atteindrait leurs limites ultimes dans les 10 à 30 ans. Prévisions à très grande échelle intégration (VLSI) prévoir qu'une seule puce répondra à 90 millions de transistors avec une taille caractéristique de 70 nanomètres et une vitesse d'horloge de 900 MHz par l'année 2010. L'heure actuelle, plusieurs dimensions critiques de semi-conducteur dispositifs sont de l'ordre de 100 nm, avec certaines couches isolantes sont des dizaines de nanomètres d'épaisseur.