Un trou noir est un endroit d'où même la lumière ne peut s'échapper. Pour étudier son comportement, des scientifiques ont construit une petite réplique sur un ordinateur quantique. Ils ont pris une chaîne de 32 qubits — c'est comme une route à sens unique : le signal ne peut aller que vers l'avant, vers le centre du trou.
D'abord, les physiciens ont envoyé un signal unique et ont observé comment son énergie dépend de la vitesse. À l'extérieur, tout est normal : le signal peut se déplacer dans les deux sens. À la frontière, l'une des branches d'énergie est devenue plate — cela signifie que le signal reste coincé. À l'intérieur, de nouvelles particularités sont apparues, et tous les chemins mènent uniquement vers le fond. C'est ainsi qu'on a vu le cône de lumière s'incliner : au-delà de l'horizon, même la lumière ne peut pas faire demi-tour.
Pour mesurer la température du trou, on a placé le signal juste derrière la frontière et on a chronométré le moment où il atteignait le qubit externe. Plus le trou est chaud, plus le signal arrive vite. C'est comme si l'on pouvait juger de la chaleur du four par le temps que met le pain à dorer. Et lorsqu'on a activé l'interaction entre les qubits, l'information a commencé à se mélanger très rapidement — comme si, dans un labyrinthe, on déplaçait les murs à chaque pas. Auparavant, ces phénomènes étaient étudiés séparément, mais maintenant ils ont été combinés dans une seule expérience.
Pour reconstruire la dispersion sur 24 qubits, il a fallu 4099 portes à deux qubits CZ après traduction — une profondeur record pour ce type de simulations sur du matériel supraconducteur. Dans les expériences de scrambling, le nombre de portes CZ atteignait 5028 pour des valeurs intermédiaires de φ.
L'idée de simuler un trou noir sur un ordinateur quantique fait écho au roman de Greg Egan « L'Échelle de Schild », où des physiciens créent des univers artificiels avec des lois ajustables. Ici, ce n'est pas tout l'univers qui est ajusté, mais seulement une infime partie : l'horizon et l'intérieur d'un trou noir.