Une boîte quantique de la taille de quelques milliers d'atomes scintille comme une ampoule défectueuse. Tantôt elle s'illumine vivement, tantôt elle s'éteint presque. On pensait auparavant que dans les moments sombres, elle émettait non seulement des photons uniques, mais aussi des paires supplémentaires – un défaut pour la communication quantique. De nouvelles mesures sur des boîtes individuelles ont montré le contraire : chez certaines boîtes, dans l'état tamisé, il y a moins de photons parasites.

Les chercheurs ont suivi l'émission d'une seule boîte à l'aide de détecteurs ultra-sensibles. Ils ont comparé la fréquence à laquelle la boîte émet deux photons à la fois dans les états brillant et sombre. Il s'est avéré que dans l'état sombre, la probabilité d'émission double diminue plus fortement que la probabilité d'émission unique. Le paramètre de pureté s'est amélioré de 0.155 à 0.120 – plus bas signifie mieux.

La cause a été trouvée dans le comportement des excitons – des paires liées d'électron et de trou. Dans l'état brillant, une partie des excitons forme des bi-excitons (deux paires à la fois), qui émettent deux photons simultanément. Dans l'état sombre, les excitons chauds tombent dans un piège – un état auto-piégé où l'énergie se dissipe lentement et sans photons supplémentaires. Ainsi, le piège agit comme un filtre : il laisse passer les photons uniques, mais bloque les photons doubles.

Ce mécanisme ne nécessite ni refroidissement à des températures extrêmement basses, ni artifices complexes. Le réseau cristallin de la pérovskite lui-même aide à purifier la lumière. Si l'on parvient à maintenir la boîte dans cet état sombre mais pur, les communications quantiques deviendront plus simples et moins coûteuses.