سیستم های نیمه هادی ساختارهای مناسبی برای تشکیل ساختارهای جایگزیده می باشند. چرا که این مزیت را دارند که دارای مقیاس های زمانی سریع (از مرتبه زمان بازترکیب حاملین) و مقیاس های فضایی کوچک هستند. در این پروژه آنچه اهمیت دارد، سوئیچ زنی سالیتون های کاواک در میکرومشددهای نیمرسانا توسط مکانیسم تزریق موضعی حاملین می باشد. هنگامی که حاملین به روش اپتیکی در موقعیت مورد نظر تزریق می شوند، جمعیت معکوس در این نقطه افزایش یافته و به تبع آن لیزرزایی افزایش می یابد. این امر عامل مشاهده شدت ماکزیمم در موقعیت تزریق است که عوامل غیر خطی در کاواک سبب پایداری این لکه شدت بعد از حذف تزریق حاملین می باشد. آنچه که کار انجام شده در این تحقیق را بارز می کند، استفاده از توزیع جدید حاملین (توزیع حلقوی) برای سوئیچ زنی سالیتون های کاواک است. همچنین در این پروژه دینامیک حاملین در حین فرآیند سوئیچ زنی مورد بررسی قرار گرفته است. در ضمن روش های سوئیچ زنی سالیتو ن ها در میکروکاواک در زیر آستانه ی لیزری و بالای آستانه ی لیزری مورد مطالعه قرار گرفته و روش های سوئیچ زنی در هر سیستم با هم مقایسه می شوند تا بهترین روش جهت روشن و خاموش کردن سالیتون ها ارائه گردد.

طراحی فیزیکی یکی از دو مرحله اصلی طراحی مدارهای کوانتومی است که نت لیست مدار را به عنوان ورودی دریافت کرده و چینش نهایی در یک تکنولوژی خاص را تولید می کند. به دلیل مشخصات مناسب تله یونی، در این پایان نامه این تکنولوژی به عنوان تکنولوژی هدف انتخاب شده است. روش هایی که تاکنون برای ایجاد چینش در تکنولوژی تله یونی ارائه شده اند محدود به قرار گرفتن حداکثر سه کیوبیت در یک مکان گیت می شوند در صورتی که می توان با افزایش تعداد کیوبیت ها واقع در یک مکان گیت که توسط تکنولوژی فراهم شده است تعداد مکان هایی که باید لیزر به آن قسمت ها تابیده شود و تعداد مکان هایی که باید کیوبیت ها به آن نقاط انتقال یابند و مساحت را کاهش داد. با افراز کیوبیت ها به دسته های مختلف، گیت های دوکیوبیتی و تافلی قابلیت اجرای همزمان پیدا می کنند که سبب کاهش تأخیر مدار می شود