Un ion unique de calcium flotte dans un piège à vide, maintenu par des champs électriques, comme un petit pois dans une coupe invisible. Autour de lui, deux miroirs forment une cavité optique : la lumière rebondit entre eux, renforçant l'interaction avec l'ion. Les scientifiques font émettre un photon à l'ion, et ce photon se retrouve intriqué avec l'état interne de l'ion – comme si une pièce dans la main et son reflet dans un miroir montraient toujours le même côté. Ensuite, l'ion émet un second photon, et désormais les deux photons sont liés par un fil quantique.
Le bruit est l'ennemi de telles expériences. La moindre vibration du piège ou un saut aléatoire du champ magnétique perturbe la phase, et au lieu d'une paire de photons propre, on obtient une bouillie. Ici, un schéma de protection a été appliqué : la phase de l'état intriqué n'est pas déterminée par l'émission elle-même, mais par un champ de contrôle externe que l'on peut ajuster. C'est comme accorder une guitare : au lieu de chercher le son de la corde, on tourne la clé, et la corde trouve elle-même la bonne note.
En résultat, on obtient une paire de photons intriqués en phase, et cette phase peut être modifiée arbitrairement. Une telle source est une brique prête pour un répéteur quantique : un dispositif qui étend la communication quantique sur des centaines de kilomètres sans laisser le signal s'éteindre. L'ion piégé fonctionne comme une petite usine qui produit des paires de photons sur commande – avec la bonne phase, au bon moment.
L'ion calcium-40 est le même élément que celui présent dans le lait et les os, mais ici il est utilisé comme un émetteur parfait de photons uniques.
Dans la série « Dark », l'intrication quantique relie les destins des personnages à travers le temps – ici, elle relie deux photons émis depuis le même piège.