A kvantumelmélet szerint az atommag körül keringő elektron energiája diszkrét értékeket vehet fel, aminek mérhető következménye például az atomok vonalas színképe. Az elmúlt évtizedekben lehetővé vált mesterséges atomok (ún. kvantumdotok) létrehozása, például félvezetők vezetési elektronjainak elektrosztatikus terekkel történő csapdázása révén. A természetes atomokhoz hasonlóan a mesterséges atomokban is diszkrét az elektronok energiája. Lényeges különbség viszont, hogy utóbbiak könnyen beépíthetők nanoméretű elektronikai áramkörökbe, ami egyrészt nemkonvencionális, az Ohm-törvénytől eltérő viselkedésű áramköröket eredményez, másrészt pedig lehetővé teszi kvantummechanikai jelenségek elektronikus úton történő vizsgálatát.