Un ordinateur quantique n'est pas simplement un ensemble de qubits, mais une véritable ville où chaque habitant est l'un des états possibles de la machine. Les habitants se rencontrent grâce aux faibles interactions entre qubits : si un état peut se transformer en un autre, un fil de connaissance se tisse entre eux. Ces états sont très nombreux — comme les gens dans une métropole — mais les liens entre eux ne sont pas aléatoires.
Les auteurs de ces travaux ont dressé une carte de ces rencontres pour un ordinateur quantique. Il s'avère qu'elle est structurée comme un réseau social : de n'importe quel état à n'importe quel autre, il n'y a en moyenne que neuf « poignées de main » — un peu comme les six degrés de séparation entre les humains sur Terre. Cette propriété de « petit monde » signifie que l'information peut se propager rapidement à travers tout le système.
Cette fusion, comme on l'a découvert, se produit exactement au moment où l'ordinateur quantique cesse de se comporter de manière prévisible et sombre dans le chaos. Auparavant, cela ne pouvait être observé que dans de petits systèmes, car les calculs étaient extrêmement coûteux. La nouvelle méthode permet d'examiner des systèmes allant jusqu'à trente qubits — et de voir naître le désordre quantique.
La ville-ordinateur obéit aux mêmes lois que la société humaine : quelques connaissances suffisent pour relier tout le monde, et avec une sociabilité suffisante, un réseau unique émerge. Comprendre ce réseau aide les ingénieurs à construire des machines quantiques qui ne se perdent pas dans le chaos, mais qui l'exploitent.
Le nombre de « neuf poignées de main » entre les états d'un ordinateur quantique correspond presque aux six degrés de séparation entre les humains, découverts dans les années 1960 par le psychologue Stanley Milgram, qui envoyait des lettres via des connaissances aléatoires.