根据科学家的说法，所谓的超材料是由玻璃、金属、塑料和其他物质的微观亚单位以重复的方式重组而成的一种材料。重组后，超材料将具有许多奇怪的特性，例如能够以非常规的方式与光相互作用。这些特性不是天然材料所具有的。澳大利亚悉尼大学光子学和光学教授鲍里斯·库梅解释道:“超材料的概念实际上是模拟原子与光的相互作用，但是人造结构的波长比光本身的波长要小。这样，物质的光学性质不再局限于原始物质，而是可以任意设计。”
美国宾夕法尼亚大学的科学家受到超材料概念的启发，提出了基于二元布尔代数理论的数字超材料。二进制系统几乎适用于所有数字电子设备，如计算机和智能手机。复杂数字设备的数字信息通常由“0”和“1”码组成。所谓的“数字超材料”是一种以简化方式构建的超材料，但它也可以实现复杂多样的特性。史文朋科技大学的光电子学教授顾敏说:“这项新技术的优势在于它的简单性。”
通过在二维空间模拟这种方法，研究人员探索了只用两种特别选择的成分构建超材料的可能性。这种特殊选择的组成物质，也称为超材料比特，在二进制计算机代码中类似于“1”或“0”。超材料比特的重组过程也是超材料的“数字化”过程。在这项研究中，科学家选择使用纳米尺寸的银或硅(玻璃)作为复合的超材料。这些材料可以在各自的层次上以完全不同的方式与光相互作用。一旦“数字化”成功，生成的超材料就有了自己独特的特性，与原始材料完全不同。
澳大利亚迪肯大学的纳米技术专家蒂芙尼·沃尔什(Tiffany Walsh)表示，“以这种方式组合材料成分，可以产生三维或二维空间中常规组合所不具备的现象。”原材料的成分具有超材料的特性是非常耗时和昂贵的。这种全新的超材料生成方法可以帮助研究人员仅使用两种组成材料就能获得所需的光学特性。
Kulmei认为“只要使用两种组成材料，如金属和绝缘体(在本研究中使用银和硅)，并以适当的比例将它们重新组合，就可以获得任何想要的光学特性。这就是本研究提出的数字超材料的概念。”沃尔什教授说，“这就像把声波从模拟转换成数字。”
这种超材料的一个重要应用是它们对光的处理和操纵。沃尔什解释道，“我们已经知道如何处理辐射，比如光。我们可以用放大镜来聚焦光线。我们可以利用镜面反射来改变光的方向。然而，这种超材料可以完成更复杂的任务。他们可以弯曲光线，散射光线，并以其他不寻常的方式操纵光线。”
通过数字化，研究人员可以生产出具有极低介电常数的特殊超材料，这在自然界中非常罕见。此外，这项技术还可以有更先进的应用，如隐形斗篷等隐形设备的制造。顾敏认为，“如果这种数字设计方法能在未来制造出光学隐形斗篷，那会更有趣。”