À l'intérieur d'une minuscule cavité miroir, plus petite que l'épaisseur d'un cheveu, la lumière est piégée et se réfléchit de nombreuses fois sur les parois. Si l'on y place une substance capable d'absorber et d'émettre de la lumière, les particules de lumière (photons) se « vêtent » d'excitations de la matière — c'est ainsi que naissent les modes polaritoniques. Habituellement, dans une telle cavité, une lumière cohérente et intense, semblable à un puissant faisceau laser, domine. Mais des physiciens français ont trouvé un moyen d'extraire de ce fond lumineux les faibles fluctuations quantiques — des excitations uniques qui apparaissent et disparaissent spontanément.

Lorsque le nombre moyen de ces fluctuations quantiques est inférieur à un, les chercheurs ont mesuré les temps d'arrivée des photons de deux côtés du spectre — rouge et bleu. Il s'est avéré que les photons arrivent par paires, et toujours dans le même ordre : d'abord le rouge, puis le bleu. C'est surprenant, car dans la lumière thermique ordinaire, les photons ne sont pas corrélés dans le temps. Cet ordre apparaît de lui-même parce que la détection résolue en fréquence « découpe » certaines combinaisons de la structure quantique interne des fluctuations élémentaires.

L'utilité pratique de cette découverte réside dans la possibilité de contrôler des états quantiques uniques de la lumière au sein d'un dispositif à semi-conducteurs. De tels états sont nécessaires pour le calcul quantique et les communications sécurisées. Au lieu de lutter contre les fluctuations comme contre un bruit, on peut les utiliser comme une ressource : par exemple, comme source de paires de photons intriqués avec un ordre temporel prédéfini.