En 2025, l'expérience Baryon Antibaryon Symmetry Experiment (BASE) au CERN a réalisé une avancée majeure en physique quantique, parvenant à maintenir la cohérence de spin d'un unique antiproton pendant une durée record de 50 secondes. Cette percée, menée par une équipe de chercheurs incluant la physicienne Barbara Latacz, marque la première démonstration d'un « qubit d'antimatière » et ouvre de nouvelles perspectives pour des mesures de haute précision en physique fondamentale.
Cette réalisation s'appuie sur des années de travaux méticuleux de la collaboration BASE, dont l'objectif est de comparer les propriétés des protons et des antiprotons afin de tester rigoureusement les symétries fondamentales de la nature, notamment la symétrie CPT (charge, parité, temps). Cette symétrie suggère que la matière et l'antimatière devraient se comporter de manière identique, un principe qui contraste avec la domination observée de la matière dans l'univers. En atteignant une durée de cohérence de spin aussi prolongée – une mesure de la stabilité de l'état quantique d'une particule – l'expérience BASE fournit un outil considérablement amélioré pour sonder les divergences potentielles entre la matière et l'antimatière.
L'expérience a utilisé des pièges de Penning sophistiqués, des systèmes de confinement électromagnétique avancés qui isolent et contrôlent les particules chargées. Grâce à une série de mises à niveau et de techniques affinées, l'équipe BASE a réussi à supprimer les interférences environnementales, une cause fréquente de décohérence quantique, prolongeant ainsi l'état cohérent de l'antiproton. Ce niveau de contrôle sur une particule d'antimatière témoigne des progrès réalisés en physique expérimentale, permettant des mesures plus précises du moment magnétique de l'antiproton, une propriété clé pour tester les théories fondamentales.
Bien que la création d'un qubit d'antimatière soit une réalisation scientifique significative, son application directe dans la construction d'ordinateurs quantiques reste spéculative en raison de la rareté et des défis de manipulation de l'antimatière. Cependant, les techniques développées par la collaboration BASE sont inestimables pour faire progresser la détection quantique et le traitement de l'information, et surtout, pour repousser les limites de notre compréhension des lois fondamentales de l'univers. La capacité à manipuler et observer précisément l'antimatière au niveau quantique offre une perspective unique sur le mystère persistant de l'asymétrie matière-antimatière. Les travaux en cours de la collaboration BASE, y compris les plans futurs pour la recherche portable sur les antiprotons avec BASE-STEP, promettent des éclaircissements supplémentaires sur ces questions profondes.