Dans notre monde, la gravité est un espace-temps courbe. C'est ainsi que la décrit la relativité générale d'Einstein. Mais que devient la gravité à l'échelle des atomes et des particules, où règne la mécanique quantique ? Cette question reste sans réponse depuis près d'un siècle.

L'un des piliers de la gravité einsteinienne est le principe d'équivalence. Il stipule que la gravité est indistinguable d'une accélération. Une de ses composantes, l'invariance de position locale, affirme que le résultat de toute expérience locale ne dépend ni du lieu ni du moment où elle est menée. Dans le monde classique, cela fonctionne. Mais dans le monde quantique ?

Les auteurs de la nouvelle étude proposent un test élégant. Dans leur expérience de pensée, une paire d'horloges quantiques (des dispositifs qui « tickent » avec une précision quantique) interagit par gravité. Si le principe d'équivalence est violé au niveau quantique, les horloges s'intriquent — leurs états deviennent inextricablement liés. C'est comme deux danseurs qui se mettent à bouger en synchronie sans se voir, simplement parce que le sol sous eux se déforme différemment.

Les chercheurs ont examiné deux scénarios pour l'état initial des horloges. Dans le premier cas, l'intrication n'apparaît que si la violation du principe est véritablement quantique. Dans le second, une violation classique se manifesterait dans la fréquence des oscillations de l'intrication. Cette approche transforme les horloges quantiques en détecteurs des propriétés fondamentales de la gravité.