Dehors, le doux soleil de septembre réchauffe un rivage idyllique, et la Californie profite d'une autre journée parfaite.

À l'intérieur, par endroits, il fait moins 273 degrés Celsius, un froid façonné par la physique impossible de la mécanique quantique - une science dans laquelle les choses peuvent simultanément exister, ne pas exister, et aussi être quelque chose entre les deux.

Il s'agit du laboratoire d'IA quantique de Google, où des dizaines de personnes super intelligentes travaillent dans un bureau équipé de murs d'escalade et de vélos électriques pour créer la prochaine génération d'ordinateurs - une génération qui ne ressemblera à rien de ce que les utilisateurs ont actuellement dans leurs poches ou leurs bureaux.

"C'est une nouvelle génération d'ordinateurs qui utilise la mécanique quantique pour faire ses calculs et nous permettre de résoudre des problèmes qui seraient autrement impossibles", explique Erik Lucero, ingénieur en chef du campus près de Santa Barbara.

"Cela ne va pas remplacer votre téléphone portable ou votre ordinateur de bureau, cela va fonctionner en parallèle avec ces choses."

La mécanique quantique est un domaine de recherche qui, selon les scientifiques, pourrait un jour aider à limiter le réchauffement climatique, à concevoir des systèmes de transport urbain ou à développer de nouveaux médicaments efficaces.

Les promesses sont si grandes que les gouvernements, les géants de la technologie et les start-up du monde entier investissent des milliards de dollars dans ce domaine et emploient certains des esprits les plus brillants du monde.

Le traitement conventionnel des données est basé sur l'idée de la certitude binaire : des dizaines de milliers de "bits" de données, chacun étant clairement "activé" ou "désactivé", représenté par un un ou un zéro.

L'informatique quantique tire parti du flou : vos "qubits" peuvent exister simultanément dans un état de un et de zéro, appelé superposition.

L'illustration la plus célèbre de la superposition quantique est le chat de Schrödinger - un animal hypothétique emprisonné dans une boîte avec une bouteille de poison qui peut ou non se casser.

Tant que la boîte est fermée, le chat est vivant et mort à la fois, mais dès qu'on entre dans l'état quantique et qu'on ouvre la boîte, la question de la vie ou de la mort du chat est réglée.

Les ordinateurs quantiques utilisent cette incertitude pour effectuer de nombreux calculs apparemment contradictoires en même temps - un peu comme essayer tous les chemins possibles dans un labyrinthe à la fois, plutôt que de les essayer un par un jusqu'à ce que vous trouviez le bon chemin.

La difficulté pour les concepteurs d'ordinateurs quantiques est de faire en sorte que ces qubits maintiennent leur superposition suffisamment longtemps pour effectuer un calcul.

Dès que quelque chose les interfère - bruit, saleté, mauvaise température - la superposition s'effondre et vous obtenez une réponse aléatoire et probablement absurde.

L'ordinateur quantique que Google a présenté aux journalistes ressemble à un gâteau de mariage steampunk suspendu à l'envers sur une grille.

Chaque couche de fils métalliques et pliés devient progressivement plus froide, aboutissant à l'étape finale où le processeur de la taille d'une paume est refroidi à seulement 10 millikelvins, soit environ -460 Fahrenheit (-273 Celsius).

Cette température - juste une touche au-dessus du zéro absolu, la température la plus basse possible dans l'univers - est essentielle pour la supraconductivité sur laquelle repose la conception de Google.

Bien que l'ordinateur de gâteau en couches ne soit pas énorme - environ une demi-personne de haut - l'équipement pour le garder au frais occupe une part importante de l'immobilier du laboratoire. Les tuyaux sifflent au-dessus de la tête lorsque les dilutions d'hélium se compriment et se dilatent dans le même processus qui garde votre réfrigérateur froid.

Mais... qu'est-ce que tout cela fait réellement ?

Eh bien, dit Daniel Lidar, expert en systèmes quantiques à l'Université de Californie du Sud, c'est un domaine qui promet beaucoup lorsqu'il sera mature mais qui en est encore à ses balbutiements.

"Nous avons appris à ramper, mais nous n'avons certainement pas encore appris à marcher, à sauter ou à courir", a-t-il déclaré à l'AFP.

La clé de sa croissance sera de résoudre le problème des pannes de superposition - ouvrir la boîte avec le chat - pour permettre des calculs significatifs.

Dans la mesure où ce processus de correction des erreurs s'améliore, des problèmes tels que l'optimisation du trafic urbain, qui est diaboliquement difficile pour un ordinateur classique en raison du nombre de variables indépendantes impliquées - les voitures elles-mêmes - pourraient être à portée de main, a déclaré Lidar.

"Sur un ordinateur quantique (corrigé d'un bogue), vous pourriez résoudre ce problème", a-t-il déclaré.

Pour Lucero et ses collègues, ces possibilités futures valent le casse-tête.

« La mécanique quantique est l'une des meilleures théories que nous ayons aujourd'hui pour en savoir plus sur la nature. C'est un ordinateur qui parle le langage de la nature.

"Et si nous voulons résoudre ces problèmes vraiment difficiles pour sauver notre planète et des choses comme le climat, alors j'aimerais qu'il y ait un ordinateur qui puisse le faire."