Un proton ordinaire est constitué de trois quarks – comme un tabouret à trois pieds. Mais la nature n'interdit pas d'assembler un « fauteuil » de quatre quarks, si deux d'entre eux sont des quarks beauté lourds et deux sont légers. Ces particules sont appelées tétraquarks, et jusqu'à présent, on les étudiait principalement dans les grands accélérateurs, en faisant entrer en collision des particules et en analysant les débris.
Les physiciens ont maintenant essayé une autre voie : ils ont reformulé le problème des quatre quarks dans le langage des bits quantiques et ont lancé le calcul sur un ordinateur quantique. Au lieu d'accélérer des particules, ils ont calculé comment les quarks s'attirent et se repoussent, en utilisant des modèles quantiques. Il s'est avéré que l'« assemblage » le plus stable se produit lorsque deux quarks beauté et deux quarks légers forment un état de spin total nul et de parité positive. Cette particule vit plus longtemps que les autres configurations, et sa masse correspond aux prédictions des anciens modèles éprouvés.
Ce calcul est la première démonstration que la simulation quantique est adaptée à la recherche de particules exotiques. Auparavant, de tels problèmes étaient jugés trop complexes pour les processeurs quantiques actuels. Désormais, la voie est ouverte à l'étude de familles entières d'états tétraquarks qui se cachent peut-être dans les données des futures expériences.
Un tétraquark avec deux quarks beauté est environ trois fois plus lourd qu'un proton, mais il vit des milliards de fois moins longtemps – seulement une infime fraction de seconde.