La danse synchronisée des toupies quantiques express
Des physiciens ont pris 28 toupies quantiques — des particules dotées d'une rotation propre — et ont lancé sur un ordinateur quantique Richard Feynman un processus cyclique prédit par Werner Heisenberg il y a près de cent ans. Au début, chaque toupie tournait n'importe comment. Mais après quelques cycles, leurs oscillations se sont alignées : sans aucune force extérieure, elles se sont mises à tourner à l'unisson — l'ordre est né du désordre.
Le secret de la synchronisation réside dans une symétrie cachée, semblable à une règle selon laquelle les toupies peuvent tourner dans n'importe quel sens mais finissent par « s'accorder ». Dès que la symétrie a été brisée, la danse commune s'est effondrée. Ainsi, la symétrie protège l'harmonie dans le monde quantique — un principe qui imprègne aussi le modèle standard des particules.
Mais la véritable surprise est survenue avec 156 toupies. Avec une faible dispersion initiale, toutes se sont synchronisées. En revanche, avec une forte dispersion, une chimère quantique est apparue : à l'intérieur de petits groupes, les toupies tournaient ensemble, tandis que le reste de la masse restait désordonné. C'est comme si, dans une foule de piétons, certains petits groupes marchaient au pas, alors que d'autres se déplaçaient de manière chaotique, bien que les règles de circulation soient les mêmes pour tous. Ce mélange d'ordre et de chaos avait déjà été observé dans les lasers et les réactions chimiques, mais au niveau quantique, il ouvre la voie à des dispositifs ultra-stables.
Les états chimères — mélange d'ordre et de chaos — ont longtemps été considérés comme une curiosité, mais on les a ensuite découverts dans les réactions chimiques, les lasers et même dans le comportement des piétons.
Dans « Blindsight » de Peter Watts, l'intelligence collective ressemble à une chimère quantique : ses parties agissent de manière autonome, mais forment un tout unifié.