Un calcul quantique ressemble parfois à un interprète qui se laisse distraire par chaque bruissement dans la salle — et une réunion d'une heure se transforme en deux heures. En physique, ce « bruissement » s'appelle le problème du signe : il survient lorsque les probabilités dans les formules deviennent négatives ou complexes, et les simulations informatiques ordinaires commencent à dérailler. Cela se manifeste particulièrement dans les théories avec des fermions — les particules qui constituent la matière.

Un groupe de physiciens a proposé une manœuvre d'évitement élégante. Ils ont construit un « pont » entre les mondes : à haute température, une théorie complexe de l'espace-temps avec des fermions se simplifie en une théorie bosonique dans un nombre de dimensions inférieur. La phase d'une quantité particulière — le pfaffien (une sorte de « racine carrée » du déterminant) — qui crée le problème du signe, se transforme en un opérateur dans l'intégrale bosonique plus simple. Cette méthode a été appliquée au modèle des D0-branes — de minuscules objets issus de la théorie des cordes.

Le résultat a surpris : dans la théorie continue, le problème du signe ne disparaît pas, mais son influence est repoussée au dixième ordre du développement à haute température. La raison en est la symétrie : la phase du pfaffien se comporte comme un pseudoscalaire dans un espace à neuf dimensions, et de telles quantités ne contribuent pas aux ordres inférieurs. De plus, le coefficient numérique devant les diagrammes pertinents s'est avéré très petit. Par conséquent, pour des températures supérieures à un certain seuil, l'erreur due à la négligence du signe reste modeste — de l'ordre de quelques pour cent.

Dix boucles dans le développement à haute température, c'est comme tenir compte non seulement des premiers pas d'une particule, mais de sa déambulation avec dix virages. Chaque virage ajoute des calculs, mais révèle aussi de nouveaux effets.

Cependant, lorsque le couplage augmente (dans le régime dit de 't Hooft), le problème du signe peut devenir plus sérieux. Les auteurs ont également commencé à transposer leur approche à des théories de Yang-Mills supersymétriques plus réalistes dans des dimensions supérieures. Ainsi, l'interprète reçoit des écouteurs à réduction de bruit — et la réunion se déroule presque sans délais.