Un preprint coréen revendique un «qubit temporel» photonique à double sens

Un physicien de Séoul affirme qu'une expérience menée il y a des années dans un autre but a déjà produit un «qubit temporel»: un système quantique qui évolue simultanément dans deux sens opposés. Tai Hyun Yoon, de l'Université de Corée, le décrit dans un preprint arXiv publié le 20 octobre, qui n'a pas encore passé l'évaluation par les pairs.

Le qubit ne voyage pas dans le passé. Dans le concept, il s'agit d'un système pouvant se déployer dans deux directions temporelles opposées en superposition, l'état quantique dans lequel les deux options existent en même temps.

L'idée derrière un qubit temporel

La notion vient d'un preprint de Yakov Bloch, de l'Université de Tel-Aviv, déposé sur arXiv en novembre 2025. En mécanique quantique, un hamiltonien est la description mathématique qui détermine comment l'état d'un système change d'un instant à l'autre. Bloch a proposé un espace de contrôle à deux niveaux qui choisit entre deux versions opposées de cette évolution. Son test proposé sépare en deux la trajectoire d'une particule, applique des champs magnétiques opposés le long de chaque trajectoire, puis les recombine; la figure d'interférence montrerait comment les deux évolutions opposées sont reliées. Cette idée reste théorique.

Ce que Yoon a fait différemment

Yoon a utilisé la lumière au lieu de champs magnétiques. Son montage comporte deux sources à cristal qui génèrent chacune des paires de photons intriqués, et un photon de chaque paire porte le qubit à photon unique. La méthode s'appelle l'interférométrie à sources de biphotons non linéaires intriquées (ENBS). La direction de l'interaction est fixée par la phase de la lumière servant à créer les photons: décaler la phase d'un demi-cycle inverse la partie de l'interaction qu'il contrôle. Selon l'article, ce n'est pas le temps lui-même qui remonte; c'est le processus mathématique à l'origine de cette interaction qui s'exécute en sens inverse. Sa méthode n'inverse pas l'ensemble du hamiltonien.

Deux directions opposées ne suffisent pas à faire un qubit. Le système a aussi besoin d'une superposition des deux. Normalement, la création d'une paire de photons laisse une information pouvant révéler quel cristal l'a produite, ce qui empêcherait la superposition cohérente. En alimentant les deux cristaux avec la lumière d'un même laser cohérent, l'information sur la source est supprimée et les deux évolutions peuvent interférer. Le résultat est un qubit à photon unique qui encode deux trajets et deux directions opposées d'évolution.

Anciennes données, nouvelle théorie

Yoon n'a pas monté de nouvelle expérience. Il a réexaminé des mesures qu'il avait recueillies avec ses collègues auparavant, dont une expérience de 2018, qui avait montré le comportement dépendant de la phase et l'interférence que sa théorie exige. Sur cette base, il soutient que le dispositif peut être compris comme une mise en œuvre d'un qubit temporel à photon unique. Comme d'anciennes données servent à tester une nouvelle théorie, il ne s'agit pas d'une démonstration parfaite; cela fonctionne comme une preuve de concept. Une expérience dédiée, avec un contrôle plus fin des états quantiques, pourrait tester l'ensemble des opérations que prédit la théorie.

Yoon évoque des usages en correction quantique d'erreurs temporelle tolérante aux pannes, en traitement de qudits de haute dimension et en simulations de table de la dynamique de détecteurs quantiques relativistes, mais ce ne sont encore que des propositions. L'actualité des sciences et des technologies est réunie dans notre rubrique Science.