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Deux horloges dans des pièces différentes doivent tic-tac à l'unisson. Habituellement, on envoie des impulsions lumineuses intenses ou des paires de photons qui arrivent exactement l'un après l'autre. Mais le signal peut être si faible que les photons arrivent à peine. Dans ce travail, les horloges ont été synchronisées avec une lumière un milliard de fois plus faible que la normale.

La spectroscopie n'a rien à voir ici, mais le temps est directement lié à la lumière. La source émettait des photons non pas individuellement, mais par "paquets" — c'est ce qu'on appelle le groupement. Chaque photon avait un temps de cohérence de 180 nanosecondes, c'est-à-dire que son onde conservait son ordre très peu de temps, comme les rides sur l'eau après qu'on y jette un caillou. Grâce à ces faibles sursauts, les deux parties trouvaient un rythme commun.

La précision de synchronisation était de 10 nanosecondes. C'est comme si deux personnes, sans se voir, frappaient dans leurs mains avec une différence de moins d'un dix-millionième de seconde. Et cela a duré 25 heures d'affilée. Pendant ce temps, la lumière perdait presque toute sa force en chemin : une atténuation de -102 dB signifie qu'un photon sur mille milliards arrivait à destination.

Pour ne pas manquer le moment de coïncidence, les auteurs ont construit un modèle. Il prédit la probabilité de trouver le pic de cohérence avec un signal aussi faible. Le modèle s'est avéré plus précis que les estimations précédentes — et on peut désormais calculer à l'avance combien de temps il faut attendre pour une synchronisation fiable.

Cette méthode sera utile là où le signal doit être le plus discret possible : dans les communications sécurisées, les capteurs distribués ou les réseaux quantiques. Au lieu d'un faisceau lumineux intense, un scintillement à peine perceptible qui porte l'heure exacte.