С момента своего создания СИЦ являлся составной частью Исследовательского института АНБ, учрежденного президентом США Эйзенхауэром в 1958 году. Этот институт занимался решением долгосрочных теоретических проблем, связанных со взломом шифров и перехватом в АНБ. За счет бюджета Исследовательского института финансировались совместные работы, которые его сотрудники вели с представителями академического сообщества в США. В результате в 1965 году был разработан специализированный компьютер для взлома шифров, который, согласно секретному отчету АНБ, с лихвой оправдал все финансовые вложения в Исследовательский институт с момента его создания.

Первоначально Исследовательский институт размещался на территории Принстонского университета. Однако из-за нараставшего в 1960-е годы антивоенного движения было решено вывести Исследовательский институт за пределы территории Принстонского университета в специально построенное трехэтажное здание в соседнем лесу. Новое здание Исследовательского института было напрочь лишено окон на первом и втором этажах, а также не имело никаких опознавательных знаков, свидетельствовавших о его принадлежности АНБ. Чтобы еще больше скрыть от посторонних его связи с АНБ, Исследовательский институт был переименован в Коммуникационный компьютерный центр.

Помимо СИЦ, в распоряжении АНБ находилась Лаборатория физических наук (ЛФН), созданная в конце 1950-х годов. Для нее было построено здание стоимостью в несколько десятков миллионов долларов. Разрабатываемые в ЛФН технологии были призваны способствовать совершенствованию возможностей АНБ в области перехвата. Например, они позволили значительно повысить плотность записи на магнитные носители информации и построить сверхбыстродействующие компьютерные компоненты из арсенида галлия.

Увеличение быстродействия компьютерных компонентов всегда было связано с повышенным тепловыделением. Поэтому ЛФН занималась такими технологиями, как производство синтетических алмазов, которые значительно более эффективно отводят тепло, чем медь, и являются гораздо более дешевыми по сравнению с природными алмазами. Например, микросхема, смонтированная на керамическом основании, нагревалась до 87 градусов при комнатной температуре, а если ее поместить на алмазное основание, то температура микросхемы падала до 54 градусов.

Более производительные суперкомпьютеры не только выделяли больше тепла, но и требовали огромных хранилищ данных. Увеличение в перехвате доли мультимедийной информации, а также необходимость совместной работы большого числа пользователей с данными, сделали эти требования еще более высокими. Решить проблему хранения перехвата с мультимедийной информацией должен был проект «Океанариум».

Этот проект изменил сам порядок доступа к хранимой информации и ее распространения. Прежде каждое разведывательное ведомство в США ревностно охраняло добытые им данные. Проект «Океанариум» помог сделать так, чтобы доступ к самым сокровенным секретам АНБ можно было получить не только посредством подключения к интранет-сети АНБ под названием «Вебцарство», но и через «Разведлинк».

В 2001 году плотность записи информации на магнитные диски и ленты в АНБ достигла десятков гигабайт на квадратный дюйм. Многообещающей на тот момент выглядела технология, использовавшая микроскопические магниты размером с молекулу. Такие магниты, изготовленные из смеси марганца, водорода, кислорода и углерода, позволяли уплотнять магнитные носители информации в миллионы раз. Однако, чем плотнее упакована информация, тем труднее оказывалось ее стирать. Поэтому в АНБ была разработана специальная приставка, которая подсоединялась к жесткому диску и могла совершенно бесследно стирать всю хранимую на нем информацию.

В середине 1990-х годов в СИЦ прошла серия совещаний по вопросу возможности очередного рывка в области повышения быстродействия суперкомпьютеров. К этому времени в СИЦ уже настолько уменьшили размеры транзистора, что могли разместить целых 70 штук на поверхности размером с сечение человеческого волоса. Теперь на повестке дня было достижение в следующие 20 лет производительности, изменяемой квадрильонами (1015) операций в секунду. Перспективной была признана технология, при использовании которой процессоры помещались непосредственно в ячейки памяти, где хранилась обрабатываемая информация. За пределами АНБ вряд ли станет известно, насколько агентство преуспело в реализации своих грандиозных планов. Скорее всего, после этого оно в полной тайне перейдет к погоне за септиллионами операций в секунду.

В конце 1990-х годов АНБ совершило очередной прорыв, когда сумело создать суперкомпьютер размером с обычный домашний холодильник. Вскоре его производительность удалось повысить на 10 %, одновременно сократив размеры до маленького чемоданчика. В 1999 году основные суперкомпьютерные блоки уменьшились настолько, что стали помещаться в кармане пальто. Однако чтобы преодолеть барьер из квадрильонов операций в секунду, необходимо было сделать эти блоки соизмеримыми с атомами. И тогда сотрудники СИЦ обратили свои взоры на квантовые компьютеры.

АНБ интересовалось квантовыми компьютерами с 1994 года, тратя примерно по 4 миллиона долларов в год на финансирование исследований в университетских лабораториях. АНБ надеялось с помощью квантовых компьютеров облегчить себе взлом зарубежных шифрсистем за счет ускорения процесса поиска аномалий в перехвате, которые могли бы свидетельствовать о неправильном использовании шифрсистемы, сбое в работе шифровального оборудования или небрежном отношении связистов к исполнению своих служебных обязанностей.

Но самой многообещающей особенностью квантовых компьютеров была их способность вести параллельную обработку данных. На квантовом компьютере вместо того, чтобы перебирать один ключ за другим в поисках подходящего к данной шифрсистеме, можно было проверять все несколько квадрильонов ключей одновременно.

Выступая на одном из совещаний в СИЦ АНБ в середине 1990-х годов, Крей сказал: «Нам нужно изготовить суперкомпьютер примерно таких же размеров, как и нынешние, но количество компонентов в них должно возрасти в тысячу раз». Чтобы сделать это, по мнению Крея, надо было перейти к изготовлению компьютерных блоков из биологических материалов, либо использовать биологические процессы для изготовления небиологических устройств, например, путем генной инженерии создать бактерии, которые будут производить транзисторы.

В начале 2000-х годов перед сотрудниками СИЦ была поставлена задача создать самый совершенный суперкомпьютер в человеческой истории — с производительностью в несколько квадрильонов в секунду, объемом в один литр и энергопотреблением в несколько ватт. За образец такого суперкомпьютера был взят мозг современного человека.

В августе 2011 года корпорация «ИБМ» представила прототип компьютера, построенного из микросхем, которые воспроизводили функции клеток человеческого мозга. Этот компьютер и микросхемы были названы когнитивными. Исследователи из «ИБМ» заявили, что когнитивный компьютер обладает широкими возможностями применения, особенно в современных задачах одновременной обработки множества потоков данных, которые характерны для дешифрования.

Для создания когнитивного компьютера исследователям из «ИБМ» сперва пришлось прибегнуть к последним достижениям неврологии для разработки алгоритмов моделирования функций мозга человека. Затем они обратились к исследованиям в области нанотехнологий, используя нанополупроводники в качестве высокопроизводительных элементов ядра когнитивных микросхем. Конечной целью когнитивного проекта «ИБМ» была провозглашена разработка искусственного мозга, схожего по размерам, возможностям и энергопотреблению с человеческим.