Imaginez que deux billets de loterie se trouvent dans un chapeau, et que vous et un ami les tirez en même temps sans vous voir. Chaque fois que vous obtenez « oui », votre ami obtient « non », et inversement. Comment est-ce possible, si personne ne remplace les billets en douce ? En mécanique quantique, une énigme semblable se pose pour les particules intriquées : mesurer l'une fixe instantanément le résultat de l'autre, même si des kilomètres les séparent.

On pensait autrefois que le résultat d'une mesure surgissait au hasard à l'instant même de l'observation, et personne ne pouvait expliquer pourquoi les issues de particules éloignées étaient toujours concordantes. On montre désormais que la phase de superposition, autrement dit la façon dont les états possibles de la particule sont « inclinés », peut être encodée au hasard dans l'une des particules au moment de leur création. Quand les particules se séparent, cette phase devient commune aux deux et oriente la mesure de chacune vers son résultat. Voilà pourquoi la suite des issues d'une particule paraît aléatoire, tandis que celle de la paire est toujours concordante, sans le moindre signal entre elles.

Ce point de vue explique aussi les expériences à trois particules, où, avec certains réglages des appareils, les trois passent, alors qu'avec d'autres, seule la moitié passe. Il n'exige rien de surnaturel : ni variables cachées, ni messages instantanés. Reste la question du moment précis où la phase se fixe, et l'on peut la tester en comparant la façon dont deux atomes excités émettent de la lumière lorsqu'ils sont ensemble et lorsqu'on les a séparés. Si la vitesse d'émission des atomes séparés est la même que celle d'un atome isolé, c'est que la phase était déjà fixée avant la séparation. Ainsi, la marque invisible sur le billet de loterie devient une pièce vérifiable de la mécanique quantique.