Les horloges atomiques ordinaires ressemblent à un diapason qu'il faut maintenir dans un silence et un calme parfaits. Le moindre mouvement, et la note déraille. Il en va de même pour les atomes : leur mouvement thermique décale la fréquence du rayonnement, et les horloges ultra-précises exigent un arrêt quasi total des particules. C'est compliqué, coûteux et encombrant.
Les auteurs de l'étude ont trouvé le moyen d'« entendre » une note pure même dans un orchestre bruyant de trois millions d'atomes de strontium chauffés à température ambiante. La clé : deux protocoles d'excitation astucieux. Le premier frappe l'atome avec trois impulsions laser simultanées, dont les fréquences sont choisies pour que l'effet Doppler s'annule mutuellement. Le second protocole agit en deux étapes : d'abord un photon, puis une paire. Les deux méthodes ont réduit le temps de manipulation à une microseconde — soit des milliers de fois plus rapide qu'auparavant.
Désormais, ce fameux diapason peut être utilisé non plus dans un laboratoire silencieux, mais en pleine rue bruyante. Le résultat ne se limite pas à une accélération : il lève les exigences strictes en matière de vide et de refroidissement. Cela signifie que les horloges atomiques ultra-précises atomiques pourraient devenir plus petites, moins chères et plus accessibles — par exemple à bord de satellites ou dans des instruments quantiques mobiles.
Trois millions d'atomes dans l'expérience, c'est à peu près le nombre d'habitants d'une ville comme Madrid, mais ils tenaient tous dans un volume plus petit qu'un dé à coudre.
Dans le roman « Éternité » de Greg Egan, des horloges quantiques qui ne nécessitent pas de températures cryogéniques deviennent la base de la navigation interstellaire.