Deux interprètes simultanés sont assis dans la même cabine. Le premier traduit de l'anglais vers le russe, mais avale la moitié des mots. Le second traduit du russe vers le français, et perd aussi la moitié. Si on les met ensemble, on pourrait penser que cela donnera un mélange confus : les pertes s'additionnent, et l'auditeur ne recevra qu'un quart du sens. Mais que se passe-t-il s'ils commencent à se corriger mutuellement ? L'un entend un fragment, l'autre complète par déduction. La précision finale est alors supérieure à celle de chacun pris séparément.
C'est un peu ce que des physiciens ont découvert en étudiant les canaux de communication quantiques — des lignes qui ne transmettent pas des ondes radio, mais des états de particules (par exemple, la polarisation des photons). En général, la capacité d'un canal suit une règle simple : si on combine deux canaux, on additionne leurs capacités. Mais la mécanique quantique permet de violer cette règle. Dans une nouvelle expérience, les chercheurs ont construit un canal « ornithorynque » (ainsi nommé pour la combinaison de propriétés inhabituelles, comme l'animal australien avec un bec et une queue de castor) et ont montré que deux de ces canaux, fonctionnant ensemble, transmettent plus d'informations que la somme de leurs capacités individuelles.
L'expérience a été menée sur une plateforme photonique : des paires de photons intriqués (un système à six dimensions) ont été envoyées à travers les canaux, et on a mesuré ce qu'on appelle l'information cohérente — une grandeur qui, dans le monde quantique, remplace la capacité de transmission habituelle. Il s'est avéré que lors de l'utilisation conjointe du canal ornithorynque et d'un canal à atténuation ordinaire, l'information cohérente du système est supérieure à la somme des informations cohérentes de chaque canal pris séparément. En d'autres termes, deux « mauvais » interprètes ensemble donnent un meilleur résultat que séparément.
La cause réside dans la singularité du paysage entropique — une chute brutale de l'incertitude en un point précis des états. Lorsque deux canaux sont combinés, leurs profils de bruit interagissent, et l'incertitude totale se réduit plus que prévu. C'est comme si deux flaques d'eau boueuse, en fusionnant, donnaient un ruisseau clair. La tomographie quantique du processus a confirmé que l'effet est dû à cette caractéristique particulière, et non à une fluctuation aléatoire.
L'importance pratique de cette découverte réside dans les futurs réseaux quantiques. Les lignes de communication classiques obéissent toujours à l'additivité : deux fibres optiques transmettent exactement deux fois plus de bits qu'une seule. Les canaux quantiques, eux, peuvent être combinés de manière à « purifier » mutuellement leurs erreurs sans artifices supplémentaires. C'est une voie directe vers une transmission plus fiable des clés quantiques et vers le calcul distribué, où chaque particule d'information compte.
L'ornithorynque est l'un des rares mammifères venimeux : les mâles ont des ergots sur les pattes arrière contenant un venin qui provoque une douleur intense. De même, le canal quantique ornithorynque « pique » certains états avec du bruit, mais reste inoffensif pour d'autres.
Dans le roman « Anathem » de Neal Stephenson, les canaux de communication quantiques entre univers violent la logique habituelle de l'addition des capacités, permettant de transmettre des informations à travers le multivers.