Une feuille ultra-mince de semi-conducteur, c'est comme la pellicule d'une bulle de savon, mais faite d'atomes de tungstène et de sélénium. Si on la pique avec une aiguille en diamant bien pointue, de minuscules défauts apparaissent à cet endroit. À basse température, ces défauts se mettent à briller – mais pas en un flux continu, plutôt strictement un photon à la fois.
Les chercheurs ont vérifié 76% des piqûres : presque à chaque endroit, une source de lumière ponctuelle et brillante est apparue. Elle ne clignotait pas, ne dérivait pas en fréquence, et lors du test de singularité, elle émettait bien un seul photon, et non une paire. Mieux encore, cette source peut être allumée et éteinte par une tension électrique, comme une ampoule avec un interrupteur.
Cette méthode fonctionne sur un substrat ordinaire en verre avec du silicium – celui-là même sur lequel on sait déjà fabriquer des microcircuits photoniques. Cela signifie que les sources de photons uniques pourront être intégrées directement dans les dispositifs quantiques, où les photons circulent dans des guides d'ondes comme des voitures sur des routes.
Un photon unique est si peu de lumière que l'œil humain ne le verrait pas même après un million d'années d'observation continue.
Dans la série « The Expanse », la communication quantique fonctionne grâce à des photons uniques qu'il est impossible d'intercepter sans se faire repérer.