Des horloges qui tictaquent quantiquement express
Une horloge murale ordinaire avance en douceur, mais une horloge quantique, c'est autre chose. Elle tictaque à des instants aléatoires, et chaque tic peut avoir une durée différente. En moyenne, si on l'observe longtemps, elle indique l'heure correcte. Mais à chaque instant précis, son aiguille peut sauter en avant d'une quantité inattendue.
Les auteurs de l'étude ont remplacé, dans les équations de la mécanique quantique, le temps habituel par les indications de ces « horloges quantiques ». Il s'avère que le terme principal de l'équation pour la matrice densité (qui décrit l'état d'un système quantique) donne la célèbre équation de von Neumann. La correction suivante, elle, est l'équation de Lindblad, qui décrit d'ordinaire les pertes et le bruit. Viennent ensuite des corrections encore plus subtiles, qui n'existaient pas auparavant.
Pour une particule libre, les corrections conduisent à une anomalie dans le théorème d'Ehrenfest — la règle qui relie les valeurs moyennes de la position et de l'impulsion. Si une telle anomalie était détectée expérimentalement, ce serait un signal que le temps dans le monde quantique n'est pas aussi lisse qu'on a l'habitude de le penser.
Les horloges atomiques sont si précises que, sur toute la durée de vie de l'Univers, elles ne se seraient trompées que de moins d'une seconde. C'est précisément leur précision qui fixe la limite inférieure des paramètres des horloges quantiques dans ce modèle.