الرنان الفارغ ليس فارغًا تمامًا. حتى في الفراغ المطلق، حيث لا يوجد فوتون واحد فوتون - وهو كم الضوء - توجد تقلبات كمومية: ولادة واختفاء مستمران لجسيمات افتراضية. هذا يشبه تموجات على سطح الماء في هدوء تام: يبدو السطح أملسًا، لكن الجزيئات تستمر في الاهتزاز. تعلم الفيزيائيون تحويل هذا الاهتزاز إلى موجات حقيقية - فوتونات حقيقية.
لقد بنوا مضخة طوبولوجية - جهازًا يستخرج الفوتونات فوتونات من الفراغ بشكل منهجي. بدلاً من المكبس، يعمل هنا كيوبت فائق التوصيل كيوبت (ذرة اصطناعية بمستويات طاقة كمومية)، مرتبط برنان ميكروويف. يؤدي الكيوبت رقصة صارمة، تغير معالمه في دورة مغلقة. مع كل خطوة، يضاف حوالي سبعة فوتونات إلى الرنان. لا يحدد إيقاع هذه الرقصة دقة الحركات، بل هندسة الدورة نفسها - مثل المسافة بين درجات السلم الحلزوني. يمكن أن تتعثر، لكن ارتفاع الصعود سيكون دائمًا هو نفسه.
في الدورات الأولى، أنتجت المضخة حالات ضوء لا يمكن وصفها بالفيزياء الكلاسيكية. إنها تشبه عملة تسقط على الوجه والظهر معًا - ليس بسبب جهلنا، بل بطبيعتها. هذه الحالات غير الكلاسيكية هي لبنات بناء للحواسيب الكمومية الحواسيب الكمومية والاتصالات المحمية. مؤلفو التجربة، باستخدام كيوبت ترانسمون (نوع من الكيوبت فائق التوصيل بثبات محسن)، لاحظوا هذا العمل لأول مرة مباشرة.
الرنان لم يعد فارغًا. فيه ينبض ضوء وُلد من لا شيء - أو بالأحرى، من هندسة العالم الكمومي نفسها. وهذا الضوء لا يتصرف مثل ومضات عشوائية، بل مثل تنفس منتظم. نفس التموجات على الماء، لكنها الآن تتجمع في موجة واضحة تجري نحو تقنيات جديدة.
المضخات الطوبولوجية لا تعتمد على سرعة التشغيل. إذا أجريت الدورة أسرع بمرتين، يبقى عدد الفوتونات المضخوخة كما هو - مثل عدد درجات السلم لا يعتمد على سرعة الخطوة.