Les métronomes ordinaires, posés sur une base mobile, finissent par se balancer en synchronie. Dans le monde quantique, ce tour de passe-passe s'est longtemps refusé aux physiciens. Mais désormais, ils ont réussi à synchroniser même l'état le plus singulier : l'état de Fock, où le nombre de particules de lumière est strictement défini, comme dans un compteur. Le pulsar cosmique marque la cadence avec une précision fantastique ; cette expérience en est l'analogue microscopique. Elle s'appuie sur les idées de Roy Glauber et de Serge Haroche.

Les chercheurs ont utilisé une minuscule cavité pour micro-ondes et l'ont remplie d'un nombre exact de photons. Un état purement quantique est apparu, sans équivalent classique : son « nuage de probabilité » prend par exemple des valeurs négatives, ce qui est impossible dans notre monde. Grâce à la spectroscopie (l'analyse de la réponse à différentes fréquences), ils ont envoyé un signal externe et découvert que le système « s'accroche » au rythme. Sur le graphique, la zone de synchronisation stable forme une figure qui ressemble à une langue : plus le signal est fort, plus la « langue » est large et plus la capture de phase est aisée.

Le résultat principal concerne la fiabilité. Parfois, le métronome quantique déraille — la phase glisse. Mais la probabilité de tels désordres diminue exponentiellement avec l'augmentation de la puissance du signal. Une légère amplification, et les ratés disparaissent. Cela ouvre la voie à des horloges quantiques ultra-stables, à des capteurs et à des composants d'ordinateurs où le rythme est crucial.