Deux pendules reliés par un ressort de lumière se mettent à osciller en rythme, sans même se toucher. Dans le monde quantique, ce synchronisme signifie quelque chose de plus : les particules perdent leur individualité et deviennent un objet unique. C'est exactement ce qui se passe avec deux parois de domaine, les frontières entre des régions de magnétisation différente, à l'intérieur d'un résonateur chiral, une cavité qui ne laisse passer la lumière que d'une seule polarisation.

La lumière dans la cavité exerce une pression sur les parois via l'effet Faraday inverse, lorsque les photons créent un champ magnétique dans le milieu. Cette interaction optomécanique transforme la lumière en ressort : les oscillations d'une paroi se transmettent à l'autre. Les physiciens ont construit un modèle théorique dans lequel les parois se comportent comme des oscillateurs quantiques, et ont découvert des régions de paramètres où apparaît une transition de phase dissipative, c'est-à-dire un changement d'état stable dû aux pertes. Près de ces points, l'intrication est maximale.

Auparavant, on ne savait pas s'il était possible d'intriquer deux défauts magnétiques macroscopiques sans forte non-linéarité et à des températures supérieures au millikelvin. On montre maintenant que deux parois piégées dans un résonateur chiral peuvent être amenées dans un état intriqué stable, en contrôlant uniquement le laser et le potentiel de piégeage. À fréquences égales, le photon s'intrique d'abord avec les deux parois, puis, en augmentant le désaccord, l'intrication passe à la paire paroi-paroi. À fréquences différentes, le photon s'intrique alternativement avec l'une des parois.

Ce schéma ne nécessite pas de forte non-linéarité et repose sur la dynamique dissipative, ce qui le rend pratique. Les parois de domaine comme qubits macroscopiques pourraient être intégrées dans des réseaux denses pour le calcul quantique et la mémoire. Le fonctionnement à des températures allant jusqu'à quelques kelvins résout le problème de décohérence qui tourmente les systèmes magnoniques traditionnels. À terme, ces parois intriquées pourraient devenir des sondes sensibles au champ magnétique et des briques élémentaires pour les réseaux quantiques.

Les chiffres sont impressionnants : l'intrication persiste jusqu'à 2.6 K à une fréquence de 100 GHz, et la puissance du laser nécessaire n'est que de quelques milliwatts. La négativité logarithmique, une mesure de l'intrication, atteint 0.3, ce qui est une valeur notable pour des objets macroscopiques. Le schéma peut être étendu à d'autres textures chirales, comme les skyrmions, et aux parois de domaine ferroélectriques, où la photostriction donne une interaction forte. On pourrait créer des réseaux de plusieurs cavités pour des réseaux quantiques évolutifs.