Na jeden byte (8 bitů) informací je v běžném harddisku potřeba více než půl miliardy atomů. Prototyp magnetické paměti vyvinuté ve spolupráci IBM a německého výzkumného centra CFEL potřebuje na stejné množství informací pouze 96 atomů.
Vědci pomocí skenovacího tunelového mikroskopu (STM), který umožňuje manipulaci s jednotlivými atomy, vytvořili strukturu z pravidelně uspořádaných atomů železa. Dvě řady po šesti atomech stačí k uložení jednoho bitu. Taková dvojice může zaujímat dva magnetické stavy, které reprezentují dvě možné hodnoty bitu: 0 a 1. A protože byte odpovídá osmi bitům, je na něj potřeba celkem 96 atomů zabírajících plochu o rozměrech 4 krát 16 nanometrů.
Stejný mikroskop, jaký vědci použili k manipulaci s atomy železa, slouží i k zapisování a čtení informací. Hrot mikroskopu vysílá slabé elektrické impulsy interagující s magnetickým polem jednotlivých bitů.
Paměť využívá princip antiferomagnetu. V něm se spiny v okolí jedné skupiny atomů orientují jedním směrem, ale v okolí jiné skupiny směrem opačným. Takový materiál své magnetické chování projevuje jen uvnitř vlastní struktury, zatímco navenek se chová jako nemagnetický. Součástky se díky tomu vzájemně magneticky neovlivňují. Díky tomu bylo možno bity umístit vedle sebe ve vzdálenosti pouhý jeden nanometr.
Bit tvořený dvanácti atomy se ukázal jako nejmenší prakticky použitelný. Při menším množství atomů se už příliš silně projevují kvantové jevy, které uloženou informaci znehodnocují.
Zařízení zatím pracuje při teplotě -268 °C, ale teoreticky ho lze přizpůsobit i pro fungování za pokojové teploty, byť praktická realizace zatím naráží na technické potíže.
