Un robinet dont l'eau ne coule pas en jet mais strictement goutte à goutte — c'est ainsi que l'on peut décrire la source de photons uniques dont parlent les auteurs. Dans la lumière ordinaire, les photons volent en foule, comme l'eau d'un robinet ouvert. Or, les technologies quantiques ont besoin de photons uniques — des « gouttes » de lumière que l'on peut utiliser comme qubits ou comme messagers pour des communications sécurisées.

Dans cette étude, les scientifiques ont placé un atome à deux niveaux dans une microcavité (un minuscule résonateur de la taille d'une fraction de millimètre) et ont ajouté un matériau spécial présentant ce que l'on appelle la non-linéarité de Kerr : sa réponse à la lumière dépend de l'intensité de la lumière elle-même. Comme si le robinet se fermait tout seul lorsqu'il passe trop d'eau. Grâce à l'action conjointe du couplage de l'atome avec la lumière et de cette non-linéarité, un blocage photonique apparaît : si un photon est déjà entré dans le résonateur, un second ne peut pas passer — l'atome est « occupé ».

C'est important car les dispositifs réels ne sont jamais parfaits. L'atome peut émettre spontanément un photon dans la mauvaise direction, le résonateur peut avoir des fuites par lesquelles la lumière s'échappe, et la puissance de pompe peut « fluctuer ». La robustesse du schéma signifie que la source de photons uniques fonctionnera de manière fiable, produisant des photons uniques purs et brillants.