Au XIXe siècle, James Clerk Maxwell a imaginé un petit démon. Celui-ci connaît la vitesse de chaque molécule de gaz et ouvre une porte : les rapides à gauche, les lentes à droite. Ainsi, sans dépense d'énergie, une différence de température apparaît, ce qui semble violer les lois de la physique. Mais le mystère réside dans l'information : pour mémoriser les vitesses et décider, le démon a besoin de mémoire. L'effacement de ces enregistrements libère de la chaleur, et le désordre global (entropie) augmente malgré tout.
L'expérience moderne a reproduit le démon avec de la lumière. Au lieu de gaz, des photons voyageant à la vitesse de la lumière et obéissant à la statistique de Satyendra Nath Bose–Albert Einstein (partie du modèle standard). Des détecteurs mesuraient leur nombre dans différents canaux, puis le dispositif échangeait les trajets : là où il y avait beaucoup de particules, il en envoyait encore plus. La loi quantique : les particules indiscernables ont tendance à se regrouper. Ainsi, la différence de température entre les canaux s'est avérée plus marquée que pour des photons discernables. Cet « instinct grégaire quantique » agit comme un carburant pour le démon.
Ces expériences relient la chaleur, l'information et la physique quantique. Elles sont nécessaires pour tester les futurs circuits quantiques utilisant la lumière. Et le plus surprenant : le coût de l'effacement de la mémoire — la libération de chaleur — ramène inévitablement le désordre dans le monde. Même un démon quantique ne peut pas tromper la nature.
Dans l'expérience, la différence de température n'était que de quelques millionièmes de degré, mais elle a été détectée par une électronique ultra-sensible.
L'idée d'un démon qui gère la chaleur grâce à l'information a inspiré les auteurs de science-fiction. Par exemple, dans « Les Feux de la Terre » de Vernor Vinge, des entités surintelligentes manipulent une mesure invisible du chaos à l'échelle des galaxies.