Viena iš labiausiai viliojančių molekulinės elektronikos grandinių projektavimo architektūrų yra nanogrotelės. Jomis būtų galima formuoti kompiuterijos grandines ir kurti sąsajas su makroskopinėmis grandinėmis. Šios architektūros principas pavaizduotas paveiksle, kur tarsi įvairiaspalviame durstinyje sudygsniuotos loginės, atminties ir jungiamosios grandinės. Paprasčiausia – atminties grandinė – jau buvo eksperimentiškai demonstruota.

Kaip parodyta paveiksle, atminties ląstelės susideda iš dviejų pagrindinių komponentų. Nanogrotelės, kuriose susikerta 16 vertikalių ir 16 horizontalių vielučių (juodos spalvos), formuoja 256 bitų atminties grandinę. Molekulės, turinčios dvi stabilias būsenas, išsidėsčiusios tarp nanovielučių jų susikirtime; kiekviena molekulės-elektrodo sandūra saugo vieno bito informaciją.

Kiekvienas didesnių vielučių (mėlynos spalvos) rinkinys suformuotas į vadinamąjį dvejetainio medžio architektūros multiplekserį. Pastarieji, realizuodami nanogrotelių architektūros privalumus, nuo mikrometrinių ar submikrometrinių matmenų (mėlynos spalvos) pereina prie nanometrinių matmenų skalės. Kiekvienas multiplekseris susideda iš keturių papildančiųjų vielučių, kuriomis adresuojamos 24 nanovielučių, porų. Nanovielučių ir multiplekserio porų priklausomybė yra logaritminė, pavyzdžiui, 210 nanovielučių prireiktų tik 10 kiekvieno multiplekserio porų. Vienas kiekvienos poros laidukas turi invertuotą įvadą; "0" įvestis vienu laiduku siunčia "0", o jį papildančiuoju laiduku – "1". Išilgai kiekvieno mėlynojo laiduko sudarytas lyginančiųjų sujungimų (pilkos spalvos stulpeliai) su nanolaidukais rinkinys; kiekviena laidukų pora turi papildytąjį sujungimų išsidėstymą. Tarkim, į vieno multiplekserio įvadą "atėjo" (0110) adresas. Multiplekseris veikia kaip keturių įvadų AND užtūra, tad mus dominantis nanolaidukas bus "1" tik tuomet, jei visi keturi įvadai bus "1". Oranžiniais stulpeliais pavaizduota, kaip kiekvienas multiplekseris išrenka vieną nanolaiduką (raudonos spalvos).

Paveikslo dešinėje viršuje detaliau pavaizduota, kaip multiplekserio laidukas pasirenka keturių sujungimų ir keturių atvirų grandinių kombinaciją. Pastebėkime, kad atstumas tarp kontaktų yra žymiai didesnis už atstumą tarp nanolaidukų. Ši aplinkybė gerokai sumažina gamybos reikalavimus. Taip pat svarbu pažymėti, kad nors kiekvienas nanolaidukas turi savo unikalųjį adresą, tų adresų atvaizdavimas nėra svarbus. Pastarosios dvi nanogrotelių architektūros savybės suteikia galimybę sujungti mikroninių matmenų grandynus (gaunamus tradicinės litografijos metodais) su nanometrinių matmenų molekulinės elektronikos bei cheminės sąrankos dariniais.