Deux points quantiques, c'est comme deux minuscules poches dans un morceau de silicium, où un électron peut se loger telle une bille dans un creux. Lorsque les poches sont éloignées, chaque électron vit sa vie, et son énergie ressemble à celle d'un atome isolé. Mais si on rapproche les poches, l'électron commence à sentir son voisin, et les niveaux se divisent : on obtient une sorte de molécule avec des états partagés et séparés.

Les physiciens ont étudié ce phénomène en faisant varier trois paramètres : le décalage en énergie entre les poches, la facilité avec laquelle l'électron peut sauter de l'une à l'autre, et le champ magnétique appliqué. Ils ont vu les niveaux atomiques se transformer progressivement en niveaux moléculaires, liants et antiliants. Sous champ magnétique, même le spin de l'électron (son minuscule moment magnétique) divise les niveaux, comme l'aiguille d'une boussole qui peut pointer vers le haut ou vers le bas.

Lorsque deux électrons se retrouvent dans le piège, ils forment une paire qui peut être soit dans un état « singulet » (spins opposés), soit dans un état « triplet » (spins alignés). La différence d'énergie entre ces états est cruciale pour le calcul quantique : on peut l'utiliser comme un zéro et un un logiques. Les auteurs ont réussi à mesurer directement cette différence, simplement en ajustant la position des niveaux dans les points.

Cette méthode, c'est comme de la spectroscopie, mais pour des atomes artificiels. Au lieu de la lumière absorbée par les atomes réels, on utilise des signaux électriques pour sonder l'intérieur du point quantique. Cela ouvre la voie à l'étude de matériaux plus complexes, où les spins des électrons sont plus fortement couplés à leur mouvement, et où de nouveaux effets quantiques pourraient se cacher.