Un diapason sonne de moins en moins fort non pas parce qu'on a cessé de le tenir, mais parce que la main qui le frappe crée autour de lui une suspension invisible qui amortit les vibrations. C'est à peu près ce qui se passe dans un résonateur supraconducteur – une minuscule piste sur laquelle un signal micro-onde circule presque sans perte. Lors d'un refroidissement intense, quand toutes les perturbations « ordinaires » s'endorment, le résonateur se met soudain à perdre de l'énergie plus vite que ne le prédit la théorie. Les coupables sont des invités indésirables : des quasiparticules, semblables à des paquets d'énergie, qui naissent directement de l'onde de mesure.

Jusqu'ici, les ingénieurs ne pouvaient que deviner combien de ces paquets apparaîtraient à une puissance de signal donnée. Les auteurs de l'étude sont partis d'anciennes équations décrivant le « dialogue » entre les quasiparticules et les vibrations thermiques du réseau, et y ont ajouté un nouveau terme : la création de perturbations directement liée à la puissance de lecture. Ils ont obtenu une formule simple qui relie le principal indicateur de qualité – le facteur de qualité (plus il est élevé, moins il y a de pertes) – à la température du bain et à la force de l'« impact » micro-onde. Le modèle ne nécessite pas de calculs complexes : en connaissant deux nombres, on peut prédire la pureté du signal.

Le test a été réalisé sur des résonateurs en nitrure de niobium avec des contacts en tantale. On les a chauffés progressivement depuis le froid extrême, tout en faisant varier la puissance du signal de sonde d'un facteur mille. Le modèle s'est ajusté parfaitement aux points expérimentaux : il a clairement montré la transition entre la zone où les pertes sont dominées par la température et celle où l'onde de mesure elle-même prend le contrôle. Auparavant, cette transition n'était décrite que qualitativement – « bon, la puissance gêne ».

Désormais, les développeurs de capteurs quantiques et de processeurs disposent non plus d'une simple intuition, mais d'un outil de travail. On peut calculer à l'avance à quelle puissance de lecture le résonateur commencera à « suffoquer » et choisir un régime où il chante presque sans perte. Le diapason est enfin accordé – et la main qui le frappe n'étouffe plus le son.