Dans l'épaisseur du diamant se cachent de minuscules défauts : des endroits où un atome de carbone est remplacé par de l'azote, avec à côté un vide béant. Ces défauts, tels des phares, peuvent stocker et transmettre de l'information quantique. Mais autour d'eux fait rage une tempête magnétique : les noyaux des atomes du cristal oscillent, créant des interférences. Le signal se noie dans le bruit.
Les auteurs de l'étude ont trouvé un moyen de percer ce chaos. Ils proposent d'irradier les électrons des défauts avec un puissant champ micro-onde. C'est comme deux personnes dans un atelier bruyant qui portent des écouteurs diffusant le même rythme. Soudain, les interférences cessent de perturber, et un fil de connexion s'étend entre les noyaux d'azote situés dans différents défauts. L'interaction passe par les forces magnétiques des électrons, mais elle est désormais protégée des vibrations de l'environnement.
Ce pont entre deux « îlots » atomiques est une brique pour les futures machines quantiques. Contrairement à de nombreux schémas qui exigent un froid absolu et le vide, cette approche fonctionne directement dans le diamant solide, à température ambiante. Ainsi, les processeurs n'auront pas à être cachés dans des tours cryogéniques.
Les centres azote-lacune dans le diamant sont si stables qu'on peut les utiliser comme capteurs de champ magnétique ultrasensibles – ils détectent le champ d'un seul électron à des dizaines de nanomètres de distance.
Dans le roman « L'Âge de diamant » de Neal Stephenson, les diamants deviennent la base de toute la technologie informatique du futur – un écho lointain des expériences quantiques réelles avec des défauts dans les diamants.