Le coureur du dernier relais reçoit le témoin et repart. Si le témoin pouvait porter en lui deux départs différents, le coureur s'élancerait aussitôt dans deux directions à la fois. C'est à peu près le principe du nouveau protocole issu d'un laboratoire d'optique quantique : un électron unique transmet à une nanoparticule en lévitation sa superposition quantique, et la particule se met à se déplacer simultanément dans deux directions opposées.

La nanoparticule, d'un rayon de 50 nanomètres, est suspendue dans un piège optique et refroidie jusqu'à une quasi-immobilité. Un électron s'en approche, préparé dans un état time-bin : il se trouve dans une superposition de deux possibilités, arriver un peu plus tôt ou un peu plus tard. Au moment de la collision, l'électron se colle à la particule, et une brève impulsion électrique d'une durée de 100 nanosecondes lui donne une poussée. La direction de cette poussée dépend de l'instant précis où l'électron est arrivé : plus tôt, la poussée va vers la gauche ; plus tard, vers la droite.

Après la poussée, la particule se retrouve dans une superposition de deux états cohérents aux impulsions opposées. C'est là le « chaton de Schrödinger » : la poussière se déplace en même temps vers la gauche et vers la droite.

Au bout d'une demi-période d'oscillation (5 microsecondes), la particule est mesurée avec une précision de 85 picomètres. En répétant l'expérience à différentes phases de l'état électronique, on reconstitue la figure d'interférence. À la phase π, la fonction de Wigner devient négative au début de l'espace des phases : c'est la signature d'un comportement non classique. Pour des paramètres réalistes, la visibilité de l'interférence atteint 50 %, et lorsque la poussée double, elle chute à 10 %. Le principal ennemi est la réaction des photons du laser de piégeage, mais la négativité se maintient pendant environ 5π/12 de la période, et si la décohérence est divisée par trois, elle tient pendant toute la durée du protocole.

Auparavant, pour créer des superpositions macroscopiques, il fallait soit élargir le paquet d'ondes, soit recourir à des potentiels non linéaires. Ces deux voies renforçaient fortement la décohérence, c'est-à-dire la perte de cohérence quantique due à l'interaction avec l'environnement. La nouvelle approche contourne cet obstacle : la difficulté est transférée vers la technique bien maîtrisée de l'interférométrie électronique. L'électron unique, dont la masse est $10^{12}$ fois plus petite que celle de la particule, agit comme un agent microscopique qui transmet un état quantique à un objet mésoscopique.

Le témoin de ce relais, c'est la superposition quantique elle-même. L'électron, qui n'a pas encore décidé du moment de son arrivée, transmet cette indétermination à la particule. Si le protocole parvient à être réalisé, il permettra de créer des superpositions quantiques d'objets au moins cinq fois plus massifs que le record actuel. Cela ouvrira la voie à une vérification expérimentale des modèles de collapse et de la gravité quantique, et fournira en outre des capteurs de force ultra-sensibles.