Une impulsion laser pénètre dans une minuscule cavité en cristal transparent. À l'intérieur, la lumière rebondit entre les miroirs, et parfois un photon se divise en une paire : l'un part d'un côté, l'autre de l'autre. L'un devient le signal, l'autre une « sonnerie » qui annonce : le photon unique est prêt. Cette source ne produit pas de photons à heure fixe, mais elle indique précisément quand un photon unique est apparu.
Les chercheurs ont fabriqué la cavité à partir d'un cristal qui, éclairé par le laser, génère des paires de photons. Ils ont dirigé la lumière dans la cavité et mesuré combien de photons uniques étaient produits. Il s'est avéré que 70 % des « sonneries » sont accompagnées d'un véritable photon unique. C'est un record pour ce type de source. Cependant, sans filtrage supplémentaire, les photons ne sont pas tout à fait purs : parfois, au lieu d'un seul photon, deux s'échappent. Les scientifiques ont placé un filtre spécial à la sortie — un étalon. Il ne laisse passer que les photons de la fréquence voulue, comme une porte étroite ne laisse passer les gens qu'un par un. Après le filtre, la pureté est montée à 96 %.
Une telle source peut être utilisée en cryptographie quantique, où chaque photon transporte une clé secrète. S'il y a deux photons, un espion peut intercepter l'excédent et casser le chiffrement. C'est pourquoi la pureté est si importante. À l'avenir, de telles sources aideront à construire des réseaux quantiques où l'information est transmise de manière absolument sécurisée.
La longueur d'onde de 1540 nm se situe dans le proche infrarouge — c'est la même gamme que celle utilisée par les lignes de communication par fibre optique, de sorte que ces photons peuvent être envoyés par des câbles à fibre optique ordinaires.
Dans la série « Star Trek », l'intrication quantique est utilisée pour une communication instantanée à distance ; de telles sources de photons uniques sont un pas vers de vraies communications quantiques.