Deux photons se rencontrent sur une lame semi-réfléchissante. S'ils arrivent strictement en même temps, ils ressortent toujours ensemble, côte à côte, comme des jumeaux qui refusent de se séparer. Cet effet, découvert en 1987, est devenu la base d'une règle quantique pour mesurer de minuscules retards. Mais cette règle avait un défaut : dès que le retard dépassait la durée de vie d'un photon, toute la précision s'évanouissait comme une ride sur l'eau. L'instrument ne voyait que les coïncidences, pas la raison de leur disparition.

Les auteurs de ce nouveau travail ont fait voir davantage à l'instrument. Au lieu de simplement compter les coïncidences, ils ont décomposé la lumière par couleur et ont découvert dans le spectre des bandes nettes, semblables aux anneaux irisés d'un film de savon. La distance entre les bandes a révélé le retard entre les photons avec une précision étonnante. Ainsi, l'ancienne règle s'est transformée en peigne spectral : elle ne mesure plus le simple fait de la rencontre, mais sa couleur.

La méthode s'est révélée étonnamment robuste. Pertes de photons, vibrations des miroirs, optique imparfaite : les bandes spectrales ne faisaient que s'estomper légèrement, sans se déplacer. C'est comme déterminer la distance entre des sommets montagneux en comptant les cratères lunaires plutôt qu'en mesurant la luminosité de la Lune : les nuages peuvent masquer la lumière, mais ils ne changent pas le compte. Grâce à cette stabilité, le besoin de calibration constante disparaît — une rareté pour les instruments quantiques.

Lors du test, ils ont mesuré l'épaisseur d'une lame transparente de 300 micromètres avec une précision de l'ordre du nanomètre. La règle de lumière, qui ne fonctionnait auparavant que sur des distances de quelques microns, couvre désormais des centaines de microns — et promet d'aller encore plus loin. Là où il fallait autrefois d'encombrants systèmes laser, il suffit maintenant de deux photons intriqués et d'un spectromètre.