La Real Academia Sueca de Ciencias ha anunciado que el Premio Nobel de Física 2025 será compartido por tres distinguidos científicos: John Clarke (Universidad de California, Berkeley), Michel H. Devoret (Universidad de Yale y Universidad de California, Santa Bárbara) y John M. Martinis (Universidad de California, Santa Bárbara, EE. UU.).
El reconocimiento se les otorga por su fundamental «descubrimiento de los fenómenos macroscópicos de tunelización mecánica cuántica y cuantificación de energía en circuitos».
El mundo cuántico a escala macroscópica
En términos sencillos, estos investigadores lograron demostrar, a través de una serie de experimentos pioneros, que las extrañas y contraintuitivas propiedades del mundo cuántico pueden manifestarse y observarse en un «sistema de circuito que puede verse a simple vista y sostenerse en la mano». Este es un logro crucial, dado que la mecánica cuántica tradicionalmente describe las leyes físicas a escala subatómica (microscópica), donde fenómenos como el efecto túnel cuántico son comunes.
El efecto túnel cuántico permite que las partículas atraviesen barreras potenciales que, en la física clásica, serían insuperables. Sin embargo, este efecto cuántico tiende a desaparecer rápidamente en sistemas compuestos por un gran número de partículas (sistemas macroscópicos). La investigación de Clarke, Devoret y Martinis respondió a una pregunta fundamental en física: ¿Se pueden observar efectos mecánicos cuánticos en sistemas macroscópicos? Sus experimentos confirmaron que sí, demostrando que las propiedades cuánticas pueden representarse con precisión a esta escala.
El Premio Nobel de Física de 2025 está dotado con 11 millones de coronas suecas (aproximadamente 8,35 millones de RMB), que se dividirán equitativamente entre los tres ganadores.
Experimentos cuánticos en circuitos superconductores
La investigación galardonada fue llevada a cabo por Clark, Devoret y Martinis en la Universidad de California, Berkeley, entre 1984 y 1985. Michel Devoret se unió al grupo de investigación de John Clarke, con John Martinis como estudiante de doctorado. Juntos, diseñaron meticulosamente experimentos para aislar el sistema de interferencias externas y medir cambios de corriente y voltaje con una precisión extrema.
Construyeron un circuito especial utilizando materiales superconductores separados por una capa aislante extremadamente fina, creando una «unión de Josephson». En sus experimentos, controlaron con precisión los parámetros del circuito y observaron que la carga en todo el sistema superconductor se comportaba como una única «macropartícula».
Demostraron que el sistema podía transitar, mediante tunelización cuántica, de un estado de «voltaje cero» a otro, generando una señal de voltaje medible y exhibiendo características cuánticas. Registraron el tiempo de este tránsito y trazaron estadísticamente su curva de distribución. Experimentos posteriores revelaron que, al introducir microondas de diferentes longitudes de onda, el sistema absorbía energía de frecuencias específicas y realizaba la transición a niveles de energía más altos, mostrando claras características de cuantificación de energía.
Un siglo de teoría cuántica y la base de la próxima generación tecnológica
Olle Eriksson, presidente del Comité Nobel de Física, destacó la emoción de celebrar «un siglo de mecánica cuántica, que sigue ofreciendo nuevas sorpresas». Subrayó que la mecánica cuántica no solo tiene una profunda trascendencia científica, sino que es la base de todas las tecnologías digitales modernas, desde transistores hasta microchips.
Este logro premiado sienta una base experimental crucial para la próxima generación de tecnologías cuánticas, como el cifrado cuántico, la computación cuántica y la detección cuántica. A diferencia de estudios previos que combinaban fenómenos microscópicos para generar resultados macroscópicos (como láseres o superconductores), esta investigación demostró directamente el comportamiento cuántico en un sistema a escala macroscópica.
El físico teórico Anthony Leggett (Premio Nobel de Física 2003) comparó este sistema con el famoso experimento del «gato de Schrödinger», señalando que el trabajo del equipo de Clark demostró que grandes cantidades de partículas pueden seguir colectivamente las leyes cuánticas. El estado cuántico macroscópico creado por los investigadores se considera un «átomo artificial», útil para explorar el mundo microscópico y sentar las bases experimentales para la computación y la detección cuánticas. Posteriormente, John Martinis utilizó este principio de cuantificación de la energía para desarrollar circuitos superconductores con bits cuánticos, abriendo una vía tecnológica clave para la creación de futuras computadoras cuánticas.
Sobre los ganadores
- John Clarke: Nacido en Cambridge, Inglaterra, en 1942. Doctorado en la Universidad de Cambridge (1968). Profesor en la Universidad de California, Berkeley.
- Michel H. Devoret: Nacido en París, Francia, en 1953. Doctorado en la Universidad de París-Sud (1982). Profesor en la Universidad de Yale y la Universidad de California, Santa Bárbara.
- John M. Martinis: Nacido en 1958. Doctorado en la Universidad de California, Berkeley (1987). Profesor en la Universidad de California, Santa Bárbara.
El veredicto del Gurú: Un Nobel que nos acerca a la era cuántica
El Premio Nobel de Física 2025 a John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis es una celebración de una de las fronteras más fascinantes y prometedoras de la ciencia moderna: la mecánica cuántica macroscópica. Su descubrimiento, que demuestra cómo fenómenos cuánticos como la tunelización y la cuantificación de energía pueden observarse en sistemas que podemos «ver y sostener», es un puente fundamental entre el enigmático mundo subatómico y nuestra realidad palpable.
Este trabajo no es solo un logro teórico, sino una base experimental crucial para el desarrollo de tecnologías que prometen revolucionar el siglo XXI. La mención de la computación cuántica, el cifrado cuántico y la detección cuántica no es casualidad; los «átomos artificiales» y los bits cuánticos basados en los principios que ellos demostraron son los ladrillos con los que se está construyendo la próxima generación de la informática y la seguridad.
La habilidad de estos científicos para diseñar y llevar a cabo experimentos con una precisión extrema en la década de 1980, en los albores de esta disciplina, es testimonio de su brillantez y perseverancia. Han respondido a una pregunta filosófica profunda: ¿Cuán «extraño» puede ser el universo a gran escala? Y la respuesta es que el comportamiento cuántico, aunque a menudo asociado con lo minúsculo, puede tener manifestaciones tangibles en sistemas complejos. Este Nobel no solo honra un descubrimiento pasado, sino que ilumina el camino hacia un futuro impulsado por la tecnología cuántica.
¿Qué piensas del descubrimiento galardonado y su impacto en la tecnología cuántica? ¿Creéis que este premio acelerará la investigación en computación cuántica? El debate está servido. Déjanos tu opinión en los comentarios y únete a la discusión en Instagram, Facebook y YouTube.