Les mesures précises de la force de gravité sont essentielles pour les géologues comme pour les navigateurs. Mais les gravimètres classiques sont des instruments encombrants qui mettent du temps à « se stabiliser » après chaque mesure. Et si l'on veut suivre des variations rapides de l'attraction — par exemple lors de déplacements souterrains ou en vol ? Il faut alors un appareil petit et réactif.

Les auteurs de l'article proposent de construire un tel appareil sur une seule puce. Le principe repose sur un qubit supraconducteur, un « interrupteur » quantique qui réagit finement au flux magnétique traversant sa boucle. À côté du qubit est suspendue une poutre minuscule ; sous l'effet du poids, elle fléchit légèrement, et cette flexion modifie le flux magnétique dans la boucle. La fréquence du qubit se déplace — et à partir de ce décalage, on peut calculer la force de gravité.

L'astuce clé réside dans la lecture du signal. Le qubit perd rapidement sa « phase » quantique à cause des vibrations de la poutre, mais si l'on mesure aux moments où la poutre revient à sa position initiale, le bruit disparaît presque entièrement. Cette interrogation stroboscopique permet d'atteindre une sensibilité de quelques centaines à quelques milliers de nanogals par racine de hertz, avec un temps de mesure inférieur à la milliseconde.

L'appareil peut être réglé électriquement et calibré par un signal micro-onde, sans étalons mécaniques. Cela ouvre la voie à des gravimètres compacts, rapides et précis sur puce, pour le travail sur le terrain et la navigation autonome.