Une boîte quantique est une nanostructure semi-conductrice (dimension typique : 10 nm) dont les propriétés optiques sont similaires à celles d’un atome. Cette nanostructure est habituellement exploitée pour des études d’optique quantique, en particulier pour générer des impulsions lumineuses contenant exactement un photon. Elle permet ici de sonder finement le mouvement d’un oscillateur mécanique. 

Pour ce faire, la boîte est directement intégrée à la base de l’oscillateur, un fil vertical haut de 10 µm. Lorsque ce dernier vibre, la boîte est soumise à une déformation oscillante, qui module l’écart entre ses niveaux d’énergie et donc la couleur des photons qu’elle émet. En mesurant précisément ces variations en spectroscopie optique, il est possible de résoudre les vibrations thermiques de différents modes mécaniques du fil à température cryogénique, soit des amplitudes de vibration de l’ordre de la centaine de femtomètre (10^-13 m).
Ces résultats ouvrent la voie au développement de nouveaux capteurs. D’autre part, le couplage entre la boîte quantique et le fil fonctionne dans les deux sens : la boîte quantique peut mettre en mouvement l’oscillateur, un objet pourtant mille fois plus grand qu’elle.