La lumière comme traducteur : comment faire dialoguer des pendules quantiques lents et rapides
Un traducteur se laisse distraire par le moindre bruit dans la salle, et une réunion d'une heure se transforme en deux. C'est exactement le problème de deux pendules quantiques : ils n'arrivent pas à « se mettre d'accord », car l'un oscille lentement (un million de fois par seconde) et l'autre rapidement (un milliard de fois). Mais si l'on place entre eux un traducteur qui comprend les deux rythmes, la communication s'établit.
Ce traducteur, c'est la lumière. Dans la première méthode, un laser refroidit le pendule lent et le lie en même temps à une particule de lumière. Ce couple file le long d'une fibre de verre jusqu'au pendule rapide, où un autre laser transfère le lien sur ce dernier. Dans la seconde méthode, tout s'inverse : le pendule rapide se lie à une impulsion lumineuse, qui vole vers le pendule lent.
Auparavant, personne ne savait comment relier des pendules aux rythmes aussi différents. Désormais, c'est possible même à une distance de plusieurs dizaines de kilomètres. La première étape consiste à le vérifier en laboratoire. Si cela fonctionne, les réseaux quantiques gagneront en souplesse : les nœuds lents se chargeront de la mémoire, les rapides du calcul.
La réunion qui semblait naguère sans espoir peut maintenant se dérouler sans perte de sens : le traducteur est trouvé.
Les résonateurs mécaniques utilisés dans de telles expériences peuvent avoir la taille d'un cheveu humain, tout en se comportant comme des objets quantiques. Leurs vibrations sont refroidies jusqu'à l'état fondamental, où le mouvement thermique disparaît presque totalement.
L'idée d'un réseau quantique réunissant des oscillateurs mécaniques rappelle l'« ansible » des romans d'Ursula Le Guin, un dispositif de communication instantanée fondé sur l'intrication. En réalité, toutefois, la transmission de l'information reste limitée par la vitesse de la lumière.