La lumière piégée dans une minuscule cavité ressemble à un pendule que l'on pousse de plus en plus fort. Au début, il oscille de manière régulière et prévisible, comme une horloge ordinaire. Mais si on l'agite suffisamment, le mouvement devient étrange : le pendule semble se trouver simultanément à ses deux points extrêmes.
Ainsi, les photons dans un résonateur non linéaire : lorsqu'ils sont faiblement excités, ils se comportent comme une onde classique, et lorsqu'ils sont fortement excités, comme un mélange de deux états distincts. Les auteurs de l'étude ont découvert qu'entre ces extrêmes se trouve une zone particulière. Dans cette zone, même si une partie de la lumière s'échappe, les caractéristiques quantiques ne disparaissent pas ; au contraire, elles restent étonnamment robustes.
C'est comme un funambule qui se stabilise avec une perche. Un léger vent (les pertes) ne le fait pas tomber, mais l'oblige à ajuster plus précisément son équilibre. Ce « vent » permet d'obtenir une ressource pour le calcul quantique qui ne craint pas les conditions réelles.
Modèles quantiques ne sont pas ici une simple métaphore : les mathématiques du comportement de la lumière dans le résonateur correspondent aux calculs pour des systèmes quantiques complexes. Cela laisse espérer que les ordinateurs quantiques à base de lumière pourront fonctionner sans isolation parfaite du monde extérieur.
Pour observer le comportement quantique de la lumière, les physiciens refroidissent le résonateur presque jusqu'au zéro absolu — sinon les fluctuations thermiques étoufferaient les effets subtils.
Dans la série « Dark », les états quantiques des particules permettent de voyager dans le temps — ici, les états quantiques de la lumière aident à construire des machines qui calculent plus vite que n'importe quel superordinateur.