Un ordinateur quantique ressemble à un flocon de neige fragile posé sur une paume chaude. Le moindre souffle de chaleur ou une légère vibration – et il se transforme en goutte. Pour que le flocon survive, on le corrige constamment, en restaurant sa forme initiale. C'est ce qu'on appelle la correction d'erreurs quantiques. Mais la chaleur de la paume joue aussi un autre rôle : c'est grâce à elle qu'on sait que le flocon a existé, car la goutte garde la mémoire du motif de glace. Ce phénomène est appelé darwinisme quantique – l'information sur l'objet quantique « se multiplie » dans l'environnement et devient accessible à un observateur classique.

Les auteurs de ce nouveau travail ont pris un schéma de correction spécifique – le code de Peter Shor à neuf qubits – et l'ont placé dans un environnement composé de nombreux qubits auxiliaires. On obtient un modèle simple et résoluble : un qubit logique interagit avec N qubits de l'environnement. Les chercheurs ont honnêtement calculé trois quantités : la qualité de la restauration de l'état quantique initial après correction, la quantité d'information qu'on peut en extraire de l'environnement, et le nombre de copies redondantes de cette information qui y apparaissent.

Ensuite, les auteurs ont prouvé un théorème général : dès que la précision de la restauration dépasse un certain seuil, des enregistrements classiques redondants ne peuvent pas apparaître dans l'environnement – quelle que soit la manière dont l'interaction est conçue. Leur modèle atteint cette limite, montrant que la frontière n'est pas aléatoire mais fondamentale. La protection de la logique quantique et l'apparition de la mémoire classique se sont révélées être deux faces d'une même médaille, et on ne peut pas tourner cette médaille pour voir les deux faces à la fois.