Dès 1973, le physicien théoricien américain John Archibald Wheeler résumait l'essence de la relativité générale en une formule concise : l'espace dicte à la matière son mouvement, tandis que la matière dicte à l'espace sa courbure. Chez Einstein, la gravité n'est pas une force, mais une géométrie : un corps massif déforme le tissu de l'espace-temps, à l'image d'une boule de bowling s'enfonçant dans un matelas, entraînant les autres objets vers le creux ainsi formé. Si l'image est élégante, elle comporte une faille fatale. Lorsqu'une étoile meurt et s'effondre en trou noir, le « creux » déchire littéralement le matelas, et la théorie d'Einstein cesse alors de s'appliquer. C'est précisément pour ces cas extrêmes que les physiciens cherchaient une théorie de la gravité quantique, tentant depuis des décennies d'assembler l'espace-temps à partir de pures particules quantiques afin qu'il se conforme aux préceptes de Wheeler.
Une percée s'est dessinée à la fin des années 1990 grâce au principe holographique. Juan Maldacena, Edward Witten et d'autres ont démontré qu'un univers tridimensionnel entier pouvait être intégralement encodé par un ensemble de particules interagissant sur sa bordure bidimensionnelle — tout comme une simple carte postale holographique crée l'illusion du relief sur une surface parfaitement plane. Il est apparu ensuite que la géométrie de cet espace est maintenue par l'intrication quantique, qui agit comme un véritable tissu conjonctif. Rompez les « fils » de l'intrication entre deux régions, et le pont qui les relie (par exemple, un trou de ver) s'amincit pour finir par disparaître. Les physiciens ont ainsi élucidé la première partie de la pensée de Wheeler : l'intrication crée la scène sur laquelle la matière peut évoluer. Cependant, la seconde moitié restait un mystère car, dans ces modèles, la matière ne courbait pas l'espace. La boule de bowling reposait sur le matelas sans y laisser la moindre empreinte.
Or, l'ingrédient manquant vient d'être identifié. Plusieurs équipes de recherche, dont celle de Charles Cao de l'université Virginia Tech, ont découvert qu'une propriété singulière de la mécanique quantique, baptisée « magie » (magic), assure l'élasticité de l'espace-temps. Ce paramètre reflète la véritable nature quantique d'un système et indique la difficulté de simuler son état sur un ordinateur classique. Le terme lui-même avait été introduit dès 2004 par les physiciens Alexei Kitaev et Sergey Bravyi. Selon leur théorie, la « magie » provient de l'utilisation de portes logiques dites « non-Clifford » — et c'est précisément elle qui confère aux ordinateurs quantiques leur supériorité colossale sur les machines classiques. Cao décrit de façon imagée cette magie comme un « assouplissant pour le tissu spatial ». Comme l'a souligné John Preskill, du California Institute of Technology et coauteur de l'étude, tout devient trop simple sans la « magie », alors que l'espace-temps quantique possède une structure bien plus complexe.
Pour comprendre le lien avec la gravité, il faut se pencher sur les codes de correction d'erreurs quantiques — ceux-là mêmes qui protègent les informations fragiles des ordinateurs quantiques en les « diluant » sur de nombreux qubits. Daniel Harlow et ses confrères avaient déjà montré, il y a une dizaine d'années, que l'holographie repose sur cette même logique. Mais les anciens codes « stabilisateurs » séparaient strictement l'intrication en deux parts — l'une pour l'espace, l'autre pour la matière — sans que ces deux composantes puissent interagir. L'espace qui en résultait était parfait, mais inerte et sans vie. La solution est venue d'un code de nouvelle génération, élaboré par Cao, Preskill et leurs collègues en 2026 : saturé de portes non-Clifford, il est par essence « magique ». Cette magie permet enfin à l'intrication de l'espace et à celle de la matière d'interagir, de sorte que l'espace commence à s'infléchir sous l'influence de la matière. Cao reste toutefois prudent : le code demeure très général et ne décrit ni notre univers spécifique, ni l'écoulement du temps. « Cela nous donne un précurseur de la gravité », confie-t-il, « nous en sommes à l'étape 0,5 sur 5 ».
Pourtant, même à ce stade précoce, une vision à la fois belle et inattendue se dessine. Les deux propriétés fondamentales de la mécanique quantique — l'intrication et la magie — correspondent exactement aux deux caractéristiques majeures de l'espace : sa forme et sa souplesse. Il s'avère ainsi que l'espace lui-même est l'une des entités les plus « quantiques » que l'on puisse imaginer. Plus encore, la gravité semble naître d'une imperfection de l'encodage : les codes dénués de magie protègent l'information de manière idéale et génèrent donc un espace inerte, tandis que la véritable gravité émerge précisément d'une fuite, d'un mélange de l'information encodée. Pour filer la métaphore, cette légère « négligence » du code est, comme s'en est amusé le physicien Bartek Czech de l'université Tsinghua, la raison même pour laquelle la pomme de Newton a fini par tomber.
