Die traditionellen Skalierungsmethoden bringen keine weiteren Verbesserungen in den Bereichen Energie, Kosten und Prozessorgeschwindigkeit. Heutzutage enthalten nahezu alle elektronischen Geräte CMOS-ICs. Folglich wäre es günstig, wenn zukünftige Schaltkreisarchitekturen auf Basis neuer Materialien unterhalb von 7 nm damit kompatibel sind. IBM hält die unter anderem Kohlenstoff-Nanotubes für einen vielversprechenden Ansatz. Durch die zunehmende Komplexität der zu lösenden Probleme und die damit verbundenen stetig wachsenden Anforderungen an die Rechenleistung von Computersystemen werden außerdem neuartige Rechenkonzepte, wie neuromorphische und quantenbasierte Computer, notwendig.
IBM besitzt über 500 Patente für Technologien, die die weitere Entwicklung auf diesen Gebieten vorantreiben werden – mehr als doppelt so viele wie der nächste Wettbewerber. Die erwähnten Investitionen sollen weitere Erfindungen und die Umsetzung von Innovationen in die Produktentwicklung für IBMs hochdifferenzierte Computersysteme für Cloud und Big Data-Analytik beschleunigen.
Zu den Forschungsfeldern, die zukünftig zu immer schnelleren, kleineren und leistungsfähigeren Computerchips führen könnten, gehören Quantencomputer, Neurosynaptische Computer, Silizium-Photonik, Kohlenstoff-Nanoröhren, III-V Halbleitertechnologien sowie Transistoren mit sehr geringerem Energieverbrauch und Graphen.