John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis obtuvieron el Premio Nobel de Física 2025 por el descubrimiento de la tunelización mecánica cuántica.
En concreto, los investigadores, todos de universidades de Estados Unidos, han sido galardonados este martes por la Real Academia Sueca de las Ciencias por "el descubrimiento del efecto túnel mecánico cuántico macroscópico y la cuantificación de la energía en un circuito eléctrico".
Según el jurado, su trabajo inició una nueva revolución en la física cuántica que "brinda oportunidades para el desarrollo de la próxima generación de tecnología cuántica, incluyendo la criptografía cuántica, las computadoras cuánticas y los sensores cuánticos".
John Clarke (Reino Unido, 1942) de la Universidad de California, Berkeley; Michel H. Devoret (Francia, 1953) de la Universidad de Yale y la Universidad de California, Santa Bárbara: y John M. Martinis (1958), también de la Universidad de California, Santa Bárbara, todos de Estados Unidos, hicieron experimentos con un chip que revelaron la física cuántica en acción.
Pero además, los ganadores lograron demostrar los efectos mecánicos cuánticos en un circuito eléctrico del tamaño suficiente para que quepa en una mano.
"Para decirlo suavemente, fue una de las sorpresas de mi vida", dijo el profesor John Clarke.
"No existe hoy en día ninguna tecnología avanzada que no se base en la mecánica cuántica, incluidos los teléfonos móviles, las cámaras… y los cables de fibra óptica", afirmó el comité del Nobel.
Los tres ganadores compartirán un premio monetario de 11 millones de coronas suecas (unos US$1.170.000 dólares).
Un circuito de superconductores
En 1984 y 1985, John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis realizaron una serie de experimentos con un circuito electrónico construido con superconductores, componentes capaces de conducir corriente sin resistencia eléctrica.
En el circuito, estos superconductores estaban separados por una fina capa de otro material no conductor. Esto se conoce como "unión Josephson".
Al refinar y medir las propiedades del circuito, pudieron controlar y explorar los distintos fenómenos que ocurrían al pasar una corriente a través de él.
Al estar juntas, todas las partículas cargadas que se movían a través de este superconductos formaban un sistema. Y éste se comportaba como si fueran una sola partícula que llenaba todo el circuito.
Y este sistema macroscópico se encuentra inicialmente en un estado en el que la corriente fluye sin voltaje.
En el experimento, el sistema demuestra su carácter cuántico al lograr escapar del estado de voltaje cero mediante el efecto túnel. El cambio de estado del sistema se detecta mediante la aparición de un voltaje.
Los galardonados también pudieron demostrar que el sistema se comporta de la manera predicha por la mecánica cuántica: está cuantizado, lo que significa que solo absorbe o emite cantidades específicas de energía.
Incluso para un campo que a menudo se considera denso, este descubrimiento suena desconcertante.
"Es maravilloso celebrar cómo la mecánica cuántica, con un siglo de antigüedad, ofrece continuamente nuevas sorpresas. Además, es enormemente útil, ya que la mecánica cuántica es la base de toda la tecnología digital", afirmó Olle Eriksson, presidente del Comité Nobel de Física.
Y sus implicaciones han sido profundas y de gran alcance. Los dispositivos electrónicos que utilizamos con mayor frecuencia dependen de ella, y sus hallazgos se están utilizando para construir computadoras extremadamente potentes.
"Esto conduce al desarrollo de la computadora cuántica. Mucha gente está trabajando en computación cuántica; nuestro descubrimiento es, en muchos sentidos, la base de esto", declaró el profesor Clarke por teléfono en la conferencia de prensa, momentos después de que le comunicaran que había ganado el prestigioso premio.
Mecánica cuántica relacionada con el comportamiento de objetos diminutos en un mundo diminuto. Se refiere a lo que hacen partículas como el electrón en el mundo subatómico.
El profesor Clarke y su equipo analizaron cómo estas partículas parecían romper reglas como la de viajar a través de barreras de energía que la física convencional consideraba imposibles, algo llamado "efecto túnel".
Su trabajo demostró que la tunelización puede ocurrir no sólo en un mundo más teórico, sino también en circuitos eléctricos en el "mundo real".
Los científicos han aprovechado este conocimiento para fabricar chips cuánticos modernos.
"Esta es una noticia maravillosa y muy merecida", dijo la profesora Lesley Cohen, rectora asociada del Departamento de Física del Imperial College de Londres.
"Su trabajo ha sentado las bases de los qubits superconductores, una de las principales tecnologías de hardware para las tecnologías cuánticas".
"Me parece muy bien merecido. Sus experimentos han sido cruciales para los avances en tecnologías superconductoras y que, hoy en día, se utilizan en muchos ámbitos, en particular en los ordenadores cuánticos", dijo también Ignacio Cirac, director de la División de Teoría del Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica en Garching (Alemania), citado por el Science Media Centre España.
Los ordenadores cuánticos son máquinas capaces de resolver tareas muy complejas en muy poco tiempo.
Por ejemplo, en 2019, el equipo de Martinis publicó en la revista Nature un gran avance. Su computadora cuántica superó a la supercomputadora más grande del mundo. Resolvió una tarea en 200 segundos, cuando una supercomputadora convencional hubiera necesitado 10.000 años.
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