Le temps en physique ressemble à un chef d'orchestre qui donne le tempo à tout l'orchestre. Mais dans le monde quantique, il n'y a pas de baguette unique — chaque particule peut vivre selon sa propre horloge. D'habitude, nous simplifions le tableau et considérons que le temps s'écoule de la même manière pour tous. Les auteurs de l'article ont renoncé à cette hypothèse et ont examiné ce qui se passe si le temps est mesuré par les systèmes quantiques eux-mêmes — par exemple, un atome qui passe d'un niveau d'énergie à un autre.
Ils ont dérivé une équation qui décrit l'évolution du système sur fond de telles horloges « vivantes ». Le résultat a surpris : même lors d'un simple contact avec l'environnement, le système n'oublie pas simplement le passé, mais le traîne avec lui, comme un escargot traîne sa coquille. Cette mémoire naît du fait que les horloges ne sont pas parfaites — leur marche tremble légèrement, et ce tremblement s'entremêle avec l'influence du milieu.
Lorsque nous regardons l'horloge de manière très grossière, sans distinguer les petits tic-tacs, la mémoire s'efface — et le tableau familier apparaît, où l'avenir ne dépend que du présent. Ainsi, les auteurs ont montré que l'évolution « sans mémoire » habituelle n'est pas une loi fondamentale, mais seulement une illusion commode qui naît de notre myopie.
Même les horloges atomiques les plus précises se trompent d'une seconde sur des milliards d'années — mais pour la mémoire quantique, même un tremblement aussi infime suffit.
Dans le roman de Ted Chiang « L'histoire de ta vie », la manière de penser de l'héroïne change lorsqu'elle commence à percevoir le temps non pas comme une rivière, mais comme un lac — semblable à la façon dont les horloges quantiques « se souviennent » du passé.