Jetez une pierre dans un étang — des ondulations se propagent à la surface. Si vous jetez deux pierres côte à côte, les ondulations se croisent, créant un motif de vagues renforcées et annulées. C'est l'interférence. Dans le monde quantique, ce sont les ondes de probabilité qui jouent ce rôle, et la capacité d'une particule à créer des interférences s'appelle la cohérence. Mais comment mesurer cette capacité si toute mesure détruit le motif, comme si vous essayiez de photographier les ondulations sur l'eau en frappant dessus avec une rame ?
Les auteurs de ces travaux ont trouvé une voie détournée. Au lieu de mesurer directement la cohérence, ils proposent de soumettre la particule à des impulsions aléatoires — comme si un batteur invisible tambourinait sur les ondes de probabilité. Après ces impulsions, le motif d'interférence se brouille et la particule perd une partie de sa cohérence. En observant à quel point le motif s'est dégradé, on peut déduire la cohérence initiale de la particule. Cette méthode est comparable à l'évaluation de l'acuité visuelle non pas à l'aide d'un tableau, mais en observant la rapidité avec laquelle une personne commence à plisser les yeux face à de légères ondulations dans l'air.
Les chercheurs ont développé un appareil mathématique qui permet de quantifier les pertes de cohérence. Ils ont introduit deux mesures : l'une, fondée sur le concept d'entropie informationnelle, se comporte comme une ressource idéale — on ne peut pas l'augmenter par des opérations gratuites. L'autre mesure est plus simple pour l'expérimentateur, mais moins rigoureuse sur le plan théorique. Pour tester leur théorie, les scientifiques ont calculé comment un paquet d'ondes gaussien (un nuage de probabilité en forme de cloche) tombant dans un champ gravitationnel perdrait sa cohérence. Il s'est avéré que même dans un scénario aussi simple, la cohérence diminue de manière prévisible, ce qui laisse espérer une vérification expérimentale.
Cette approche rappelle le travail d'un traducteur qui n'écoute pas chaque mot, mais observe comment le sens d'une phrase change en présence de perturbations. Si un murmure est noyé par le bruit, cela signifie que le signal initial était faible. De même ici : la perte de cohérence due aux impulsions aléatoires révèle à quel point la particule était prête à interférer. L'utilité pratique de cette méthode réside dans la création de dispositifs quantiques plus fiables, où la cohérence doit être maintenue comme la flamme d'une bougie dans le vent.
Dans la vie quotidienne, nous rencontrons la perte de cohérence lorsque nous écoutons la radio en voiture : à mesure que l'on s'éloigne de la station, la musique commence à « grésiller » — ce sont des perturbations aléatoires qui détruisent la cohérence de l'onde.
Dans le roman « Le Voleur quantique » de Hannu Rajaniemi, la cohérence est utilisée comme monnaie, et sa perte menace la désintégration de la personnalité — presque comme dans ces travaux, où la cohérence apparaît comme une ressource.