Une boîte quantique est une boîte si petite que l'électron qui s'y trouve ne peut pas avoir n'importe quelle énergie, mais seulement des valeurs bien précises, comme les marches d'un escalier. Sur chaque marche, plusieurs électrons peuvent prendre place, mais combien exactement ? Si la marche est double, deux électrons peuvent s'y tenir ; si elle est simple, un seul. Avant, pour le savoir, on chauffait la boîte ou on attrapait chaque électron au passage. Ces deux méthodes sont capricieuses.

La nouvelle méthode est plus simple. On fait passer un courant électrique à travers la boîte et on observe comment il varie lorsqu'on ajoute un électron de plus sur l'escalier. Chaque fois qu'une nouvelle marche se remplit, le courant fait un saut visible. La taille de ces sauts indique combien de places il y avait sur la marche. C'est comme compter les passagers d'un bus non pas en les comptant un par un, mais en voyant à quel point le bus s'affaisse quand ils montent.

La méthode a été testée sur des boîtes faites de deux matériaux — le graphène et l'arséniure de gallium. Dans le graphène, on a vu que les 13 premiers électrons remplissent les niveaux selon un ordre strict. Dans l'arséniure de gallium, où l'on peut fabriquer deux boîtes côte à côte, on a découvert qu'en rapprochant les boîtes, les niveaux d'énergie se divisent : une marche se transforme en deux. Pour deux électrons, cela donne quatre places — une observation qu'aucune autre méthode n'avait permis de faire.

Désormais, pour savoir combien d'électrons peuvent occuper un niveau d'énergie dans un système quantique complexe, il n'est plus nécessaire de le chauffer ou d'installer des détecteurs hypersensibles. Il suffit de faire passer un courant et d'observer sa réponse. L'escalier raconte lui-même combien il y a de marches et quelle est leur largeur.