Nobel de Física para científicos por investigación en mecánica cuántica

El Premio Nobel de Física 2025 fue otorgado a científicos británicos, franceses y estadounidenses por experimentos pioneros que allanaron el camino para la próxima generación de tecnologías cuánticas.
John Clarke, físico británico de la Universidad de California en Berkeley, Michel Devoret, físico francés de la Universidad de Yale y John Martinis, de la Universidad de California en Santa Bárbara, compartieron el premio de 11 millones de coronas suecas (aproximadamente £ 871.400) anunciado por la Real Academia Sueca de Ciencias en Estocolmo.
El trío dirigió una serie de experimentos que demostraron que las extrañas propiedades del mundo cuántico pueden traducirse en efectos mensurables en circuitos eléctricos macroscópicos. Esto incluyó la demostración de que el llamado efecto túnel cuántico (el equivalente a que una pelota atraviese una pared de ladrillos) puede ocurrir en circuitos eléctricos superconductores.
Los científicos fueron galardonados por el “descubrimiento de la tunelización mecánica cuántica macroscópica y la cuantificación de energía en un circuito eléctrico”, que allanó el camino para el desarrollo de la criptografía cuántica y las computadoras cuánticas.
En una conferencia de prensa, el profesor Clarke, quien se enteró del premio por teléfono, sostuvo que nunca se le había ocurrido que este descubrimiento pudiera ser galardonado con el Premio Nobel. Además, señaló: “Para decirlo suavemente, fue la sorpresa de mi vida. Estoy completamente atónito”.
“Esto es algo que… condujo al desarrollo de la computadora cuántica”, indicó Clarke, en cuyo laboratorio de Berkeley se realizaron los experimentos en la década de 1980. “Se reconoce que nuestro descubrimiento es, en muchos sentidos, la base de esto”.
La teoría cuántica se desarrolló inicialmente a principios del siglo XX para explicar la física del reino atómico, un mundo invisible que opera a una escala demasiado pequeña para ser observado a través de un microscopio. En el mundo cuántico, una partícula atrapada en un pozo energético puede “abrirse paso” hacia la libertad, incluso si no tiene suficiente energía para salir.
Trabajando en el laboratorio de Clarke en Berkeley, donde Devoret se había incorporado como posdoctorado y Martinis como estudiante de doctorado, el equipo comenzó a investigar si fenómenos similares podrían ocurrir a escala macroscópica en superconductores. En los superconductores, la corriente fluye sin resistencia, lo que significa que se espera que los electrones se comporten en sincronía.
Esto significa que, teóricamente, los electrones de un superconductor pueden considerarse como una única partícula gigante que llena todo el circuito, pero no se sabía si esto se traduciría en que poseerían los comportamientos cuánticos observados en partículas a escala atómica.
Los experimentos se centraron en un componente conocido como la unión Josephson, en el que dos superconductores se unen mediante una fina barrera aislante. Según la física clásica, ambos lados de la unión están aislados. Sin embargo, los científicos descubrieron que todo el sistema podía atravesar la unión Josephson, lo que provocaba la aparición de un voltaje a través de la barrera.
Al estudiar cuánto tiempo tardaba en producirse la fluctuación de voltaje, también demostraron que este efecto túnel macroscópico seguía las mismas reglas basadas en la probabilidad que fenómenos cuánticos bien conocidos como la desintegración de núcleos radiactivos.
“Este trabajo impulsó la idea de que podríamos controlar el mundo cuántico”, afirmó el Dr. Malcolm Connolly, investigador del comportamiento cuántico de los materiales en el Imperial College de Londres. “Sus descubrimientos sobre el efecto túnel y la cuantificación de la energía sentaron las bases de los cúbits superconductores actuales, una de las plataformas líderes en la carrera global por construir computadoras cuánticas prácticas”.
Los circuitos superconductores son una de las técnicas que se están explorando en los intentos de construir una futura computadora cuántica y, en 2014, Martinis y su equipo fueron contratados por Google para construir la primera computadora cuántica útil (renunció a su cargo en Google en 2020).
“Es maravilloso celebrar cómo la mecánica cuántica, con un siglo de antigüedad, ofrece continuamente nuevas sorpresas”, declaró Olle Eriksson, presidente del Comité Nobel de Física.
“También es enormemente útil, ya que la mecánica cuántica es la base de toda la tecnología digital”, dijo. (The Guardian)