Dans un piège à ions, quelques atomes ont soudainement engendré de nouvelles particules — comme si le vide lui-même s'était mis à engendrer de la matière. Des scientifiques de l'Université Duke et de l'Institut quantique conjoint de l'Université du Maryland ont amené un système quantique à imiter un processus qui se produit au cœur des collisionneurs et dans les premiers instants après le Big Bang.
L'équipe dirigée par Christopher Monroe a utilisé un piège composé de plusieurs ions pour modéliser la dynamique de la rupture de cordes. Deux particules fondamentales liées étaient étirées, accumulant de l'énergie jusqu'à ce que le lien se rompe et que de nouvelles particules apparaissent. L'expérience est décrite dans un article publié le 23 septembre 2026 dans la revue Nature Physics.
L'étude a été menée conjointement avec des collègues d'Oxford, du California Institute of Technology, de Cornell et de la KU Leuven. Il s'agit déjà de la troisième démonstration indépendante du même phénomène sur différentes plateformes quantiques, mais de la première sur un piège à ions, particulièrement bien adapté à la modélisation des interactions fortes.
Imaginez deux fils élastiques tendus entre deux points : plus on les étire, plus l'énergie s'accumule en leur milieu. À un moment donné, les fils se rompent, et toute l'énergie accumulée se transforme en nouveaux fils et en nouveaux points. C'est précisément ainsi que le système quantique a reproduit la naissance de la matière à partir de « rien » — sans aucune source externe de particules.
Les résultats montrent que même de petits dispositifs quantiques sont déjà capables de résoudre des problèmes inaccessibles aux superordinateurs classiques. Ils ouvrent la voie à une modélisation directe des processus qui se sont déroulés dans les premières fractions de seconde après le Big Bang et qui ne sont encore étudiés que dans des accélérateurs géants.
Selon Monroe, de telles simulations offrent la meilleure plateforme pour étudier la formation de la matière, si l'on excepte le Big Bang lui-même. Le travail a été réalisé sur un matériel quantique réel et a été évalué par les pairs dans une revue de premier plan.
Les ordinateurs quantiques commencent à devenir un instrument de physique fondamentale, et non plus seulement d'informatique.
