要提高计算机的速度，就要缩小元件和部件的几何尺寸及信号传播距离，计算机技术的提高就体现在小的核心上。计算机的几何尺寸能缩到多小呢？显然，用单个原子来保存1位二进制数，是目前人类所能设想的一个极限。那么，直到实现真正的原子尺度之前，人类在关于小的方面还有多大的余地呢？
在二十世纪五十年代，使用内外直径分别是1.30和2.00毫米的磁芯存储器保存信息时，每1位二进制数大约保存在1020个原子的宏观磁化状态中；到了二十世纪八十年代中期，大规模集成电路中的典型线宽工艺尺寸为1.00微米，假定每边为2微米的立方体中可以保存1位二进制数，则该信息是保存在109个原子中；若只计算那些直接参与存贮信息的电子，则动态MOS存贮器中每1位信息大约就有一百零六个电子参与存贮。这样，电子的总能量就已经接近于天然放射性中α粒子的能量，也就是说，封装电子元件的金属或陶瓷材料中某个放射性同位素发生衰变时释放出的α粒子，就有可能改变1位存贮器的状态，这与宇宙射线中的粒子会造成电子内存的数位改变(跳动)是一样的。在二十世纪九十年代初，这种状况已被人们观察到并引起了警惕，可见，单纯减少参与存贮的电子数目，就会引起信息存贮的可靠性的问题。电子工程师们在设计存贮器时，总是希望长期保存信息而不发生跳动，那就只有用更多的原子即更笨的手段，才能真正满足这种较为初等的要求。
现代工艺技术可以制造极为精细的人工结构，用紫外线光刻技术可以使芯片线宽达到0.50微米，用Ｘ光刻技术则可以使芯片线宽达到0.25～0.18微米，而电子束加工技术更可以使线宽达到0.01微米即100埃(埃，1×10-10米)的水平。在这样细致的电子技术结构中，必然会产生一些新的物理效应，人们必须先将其研究清楚，然后才能谈及对它们的应用。
首先是非线性效应，一伏特电位降到0.10微米的结构上，电场强度高达每厘米105伏特，电导机制已不能再用普通的线性理论来描述，电子的自由度有可能大大超过样品的尺寸，而把关联效应传递到整个样品，也就是说，当结构与结构、元件与元件之间的距离大为缩短的时候，一部分电子的波函数可能与另一部分重叠，使人们很难用单个分立元件的观点来分析整个电路，而必须考虑元件之间的相干性和合作效应。显然，在下一代新型化高密度的集成电路生产之前，人们必须对这些微结构物中的物理过程有更深入的了解。所以，未来的计算机体积能有多小，目前还是一个未知数。