Dans les laboratoires, on crée déjà des états quantiques où des millions d'atomes se comportent comme un tout, contre toutes les attentes de la physique classique. De nouvelles mesures de « taille extensive » et de « taille intriquée » permettent d'évaluer précisément l'ampleur de cette cohérence et de cette intrication dans des expériences réelles portant sur des systèmes mécaniques.
Les théoriciens Benjamin Yadin, de l'Université de Siegen en Allemagne, et Matteo Fadel, de l'Université de Pékin et de l'ETH Zürich, ont publié le 30 octobre 2026 dans la revue Quantum un travail où ils introduisent deux mesures indépendantes. La première — extensive size — indique sur quelle distance ou quelle impulsion la cohérence se maintient par rapport aux échelles atomiques. La seconde — entangled size — compte le nombre minimal de sous-systèmes qui doivent être intriqués pour expliquer les données observées. Les deux mesures s'appuient sur des notions rigoureuses de la théorie de l'information quantique et sont applicables aux résultats expérimentaux.
Les auteurs ont appliqué ces mesures à de récentes expériences sur des oscillateurs micromécaniques et sur la diffraction de molécules. Ils ont ainsi obtenu des bornes inférieures de genuine multipartite entanglement — d'intrication multipartite authentique — de l'ordre de 10^5 à 10^7 atomes. Cela signifie que, pour expliquer les figures d'interférence observées, il faut considérer comme intriquées exactement ce nombre de particules, et non moins.
Imaginez une guirlande ordinaire : si une ampoule s'éteint, toute la chaîne peut s'éteindre. Ici, en revanche, l'intrication relie les atomes de telle sorte que le comportement de tout le système dépend de l'état quantique collectif, et non des particules individuelles. C'est précisément cette propriété que fixent les nouvelles mesures, permettant de comparer des expériences totalement différentes sur une même échelle.
Le travail montre que les systèmes mécaniques actuels approchent déjà d'un régime où les effets quantiques se manifestent à l'échelle macroscopique. Cela ouvre la voie à la vérification de questions fondamentales, notamment des limites éventuelles imposées par la gravité quantique, ainsi qu'à la création de capteurs quantiques et d'éléments de calcul plus robustes.
Les résultats, publiés dans Quantum le 30 octobre 2026, fournissent un outil clair pour évaluer les progrès de la mécanique quantique macroscopique et fixent de nouveaux repères pour les expériences futures.
