صنبور لا يتدفق منه الماء كتيار، بل قطرة قطرة بدقة — هكذا يمكن وصف مصدر الفوتونات المفردة الذي يتحدث عنه المؤلفون. في الضوء العادي، تطير الفوتونات في جماعات، مثل الماء من صنبور مفتوح. أما بالنسبة للتقنيات الكمومية، فنحن بحاجة إلى فوتونات مفردة — «قطرات» من الضوء يمكن استخدامها ككيوبتات أو كرسل للاتصالات الآمنة.
في هذا العمل، وضع العلماء ذرة ذات مستويين في تجويف دقيق (رنان صغير بحجم جزء من المليمتر) وأضافوا مادة خاصة بما يسمى اللاخطية كير (Kerr nonlinearity): استجابتها للضوء تعتمد على شدة الضوء نفسه. كما لو أن الصنبور يغلق نفسه عندما يمر منه الكثير من الماء. بفضل العمل المشترك لاقتران الذرة بالضوء وهذه اللاخطية، ينشأ الحصار الفوتوني: إذا دخل فوتون واحد بالفعل إلى الرنان، لا يمكن لفوتون ثانٍ أن يمر — الذرة «مشغولة».
هذا مهم لأن الأجهزة الحقيقية دائمًا غير مثالية. قد تطلق الذرة فوتونًا تلقائيًا في الاتجاه الخاطئ، وقد يحتوي الرنان على شقوق يتسرب منها الضوء، وقد «تتأرجح» قوة الضخ. استقرار المخطط يعني أن مصدر الفوتونات المفردة سيعمل بشكل موثوق، منتجًا فوتونات مفردة نقية وساطعة.
الفوتون المفرد ضعيف جدًا لدرجة أن العين لا تراه، لكن هذه «قطرات الضوء» هي أساس أكثر قنوات الاتصال أمانًا: من المستحيل التنصت على الإرسال دون تدمير الفوتون نفسه.