Il existe plusieurs moyens pour porter un atome ou une molécule de leur état fondamental d'énergie (équilibre thermodynamique) vers des états d'énergies excités. Que se soit à l'aide de photons (lumière laser par exemple) ou d'électrons (décharge dans un gaz), il est possible d'amener les atomes à différents niveaux d'énergie discret dépendant de l'énergie apportée par l'excitation.

Une boîte quantique est une zone de dimension très faible de matèriau semi-conducteur contenant quelques électrons. Comme dans les atomes ou les molécules normales, ces électrons peuvent être soumis à une excitation et amener la boîte quantique dans un état d'énergie supèrieur à celui de son niveau fondamental, les niveaux étant également discrets.
Dans le cas de boîtes quantiques séparées de seulement 200 nm, en appliquant une tension appropriée à l'ensemble, il est alors possible de faire passer un électron d'une boîte à l'autre selon le principe de l'effet tunnel quantique. Les propriétés ondulatoires de l'électron font qu'il est possible de considérer que l'électron est présent dans les deux boîtes en même temps : c'est la base de l'ordinateur quantique.

En excitant une nano-onde accoustique d'amplitude de 1 nm et se propageant sur quelques micromètres sur le substrat des boîtes quantiques générée par effet piezoélectrique, les chercheurs ont obtenu une interaction complexe entre les électrons du matériau et les phonons (particules caractérisant une vibration collective des atomes). Il est alors possible avec cette onde d'interroger les états quantique des boîtes quantiques et de procéder à une inscription quantique d'information.

Source : Physical News Update