Un bibliothécaire pose soigneusement un livre sur l'étagère et le sort à la première demande, sans réveiller le chat qui dort à côté. La nouvelle mémoire quantique fonctionne de la même manière : elle attrape une particule de lumière, la cache dans les vibrations d'un pont minuscule et la restitue quand on en a besoin.
La lumière dans les fibres optiques transporte l'information quantique, mais cette information doit être stockée quelque part. Les dispositifs de stockage habituels sont soit trop encombrants, soit incapables de restituer la lumière sur commande. Ici, les physiciens ont fabriqué une puce en silicium avec un pont qui oscille très rapidement. Lorsqu'un photon entre dans la puce, il fait vibrer le pont, et ces vibrations stockent l'information.
Pour écrire un photon, les physiciens utilisent une impulsion lumineuse faible et longue, et pour le lire, une impulsion courte. La mémoire a conservé le photon pendant 150 nanosecondes et l'a restitué sur commande. Pendant ce temps, l'agitation thermique du pont est restée inférieure à un quantum, c'est-à-dire presque nulle. L'efficacité d'écriture est encore modeste, mais cela ne limite que le taux de répétition, pas la pureté de l'état quantique. Une telle puce pourrait devenir un nœud de répéteur quantique ou une interface entre des sources de photons uniques et la fibre optique.
La fréquence des vibrations mécaniques du résonateur, 5314 MHz, est cent mille fois plus élevée que celle d'un diapason. À 20 mK, un tel oscillateur ne contient en moyenne aucun phonon thermique.
Dans la série « The Expanse », l'intrication quantique est utilisée pour une communication instantanée à travers le système solaire. De tels réseaux nécessitent une mémoire qui stocke un photon en attendant la confirmation de livraison de l'autre moitié de la paire.