Les boîtes quantiques sont de minuscules pièges à électrons, de la taille d'un atome, mais fabriqués artificiellement. On peut y stocker et traiter de l'information, comme dans des cellules miniatures d'un futur ordinateur. Habituellement, pour changer l'état d'une telle boîte, il faut y connecter un fil et appliquer une tension. Mais dans ce nouveau travail, les scientifiques ont montré qu'on peut le faire sans contact direct — simplement en agissant sur une boîte voisine.
Deux boîtes quantiques ont été reliées par un supraconducteur — un matériau qui laisse passer le courant sans perte. On obtient ainsi une « molécule d'Andreev » : les électrons d'une boîte peuvent passer dans l'autre à travers le supraconducteur, et les états des boîtes se trouvent couplés. Il s'est avéré que si l'on modifie l'état d'une boîte, l'autre bascule aussi, même si personne n'y touche. Les scientifiques ont trouvé les conditions pour lesquelles cette commutation est fiable et déterminé les règles qui gouvernent ce processus.
Le plus intéressant, c'est que l'état du système peut être lu sans capteurs supplémentaires. Il suffit de mesurer le courant traversant le supraconducteur : sa valeur change selon la configuration des boîtes quantiques. Cela simplifie la conception des futurs circuits quantiques. À terme, de telles « molécules » pourraient aider à construire de grands processeurs quantiques où les éléments interagissent à distance, et non seulement par des connexions directes.
Le supraconducteur reliant deux boîtes quantiques agit comme un pont sur lequel les électrons voyagent par paires, sans perdre d'énergie.