En el desarrollo de la nanociencia es primordial la creación y evolución de las técnicas de nanoestructuración, este desarrollo ha hecho posible la síntesis de nanoestructuras bidimensionales y unidimensionales que confinan electrones en planos y en líneas respectivamente. Más aun, se sintetizan nanoestructuras que confinan electrones en puntos matemáticos llamando a éstos puntos cuánticos (quantum dots).Un punto cuántico es cualquier nanoestructura que confine en las tres dimensiones el movimiento del electrón. En estas circunstancias la descripción del electrón debe ser desde la teoría cuántica. Actualmente los puntos cuánticos están hechos de nanocristales semiconductores de entre 2 y 10 nanómetros de ancho. Para que haya confinamiento los puntos cuánticos deben de tener un tamaño comparable al radio del [1] excitón de Bohr, que es del orden de 10 nm en la mayoría de los semiconductores.

Este confinamiento de los electrones en una región suficientemente pequeña da lugar a que pasemos de tener bandas a tener niveles cuánticos de energía separados y cuya separación dependerá en forma inversa del tamaño del punto cuántico. Los puntos cuánticos contienen solamente unos pocos miles de átomos y son capaces de emitir y absorber luz a longitudes de onda determinadas por la energía de los niveles en el punto y no por la energía de la banda prohibida del material. Como la separación de los niveles depende del tamaño del punto cuántico y la luz emitida es debido a las transiciones entre estos niveles, entonces se puede controlar la longitud de onda de la luz que se emite con el tamaño de los puntos cuánticos.

Debido a sus propiedades ópticas y su tamaño nanométrico se han llevado a cabo estudios e investigaciones para utilizarlos en construcciones a nanoescala en aplicaciones computacionales donde la luz es utilizada para procesar la información. Una de estas propuestas es su posible utilización en el desarrollo de los computadores cuánticos.

El computador cuántico se basa en que los estados cuánticos de los electrones se pueden usar como bits (qbits) para codificar la información. Este computador tendría una altísima velocidad de procesamiento debido a que los electrones pueden estar en varios estados cuánticos al mismo tiempo, pudiendo combinar varios en un grupo y así realizar diversos cálculos simultáneos. Una de las dificultades más grandes para crear una computadora cuántica es que se debe lograr una manera de procesar los frágiles estados cuánticos sin destruirlos. La propuesta consiste en utilizar los electrones confinados de puntos cuánticos como qbits y utilizar fotones que podrían leer y cambiar los estados cuánticos de los electrones (los puntos cuánticos deben estar colocados en estructuras regulares).

Científicos de la Universidad de Ohio han demostrado cómo la energía de la luz, al brillar sobre los puntos cuánticos, provoca que transfieran energía en un modo "coherente". Descubrieron que cuando los puntos (de 5 nm) eran dispuestos a una cierta distancia mayor que el propio radio de los puntos, las ondas de luz viajaban entre los nanocristales siguiendo un patrón consistente. En anteriores investigaciones, las ondas de luz cambiaban o se hacían irregulares durante el intercambio de energía y esto creaba una ruptura en la comunicación entre los puntos cuánticos. Estos resultados sugieren que podría haber una forma de transmitir información empleando ondas de luz, abriendo el camino para una posible computadora óptica cuántica.