Nobel de Física 2025 a los descubridores del efecto túnel macroscópico que abre la puerta a la computación cuántica
La Real Academia Sueca de Ciencias ha otorgado el premio a a John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis “por el descubrimiento del efecto túnel mecánico cuántico macroscópico y la cuantificación de la energía en un circuito eléctrico”.
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La Real Academia Sueca de Ciencias ha otorgado el premio 2025 de Física a John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis “por el descubrimiento del efecto túnel mecánico cuántico macroscópico y la cuantización de la energía en un circuito eléctrico”. En otras palabras, por los experimentos dieron lugar a la mecánica cuántica que está en la base de toda la tecnología digital actual y en los futuros ordenadores cuánticos.
La mecánica cuántica permite que una partícula atraviese una barrera mediante un proceso llamado tunelización. En cuanto intervienen grandes cantidades de partículas, los efectos de la mecánica cuántica suelen volverse insignificantes. Sin embargo, los experimentos de los galardonados demostraron que las propiedades de la mecánica cuántica pueden concretarse a escala macroscópica, en un sistema lo suficientemente grande como para sostenerlo en la mano.
Experimentos a macroescala
En 1984 y 1985, Clarke, Devoret y Martinis realizaron una serie de experimentos con un circuito electrónico construido con superconductores. Al refinar y medir las diversas propiedades de su circuito, pudieron controlar y explorar los fenómenos que surgían al pasar una corriente a través de él. En conjunto, las partículas cargadas que se movían a través del superconductor formaban un sistema que se comportaba como si fueran una sola partícula que llenaba todo el circuito.
Este sistema macroscópico, similar a una partícula, se encuentra inicialmente en un estado en el que la corriente fluye sin voltaje. El sistema está atrapado en este estado, como tras una barrera infranqueable. En el experimento, el sistema demuestra su carácter cuántico al lograr escapar del estado de voltaje cero mediante un 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 tal como lo predice la mecánica cuántica: está cuantizado, lo que significa que sólo absorbe o emite cantidades específicas de energía.
Es maravilloso celebrar cómo la mecánica cuántica ofrece continuamente nuevas sorpresas. Además, es enormemente útil, ya que la mecánica cuántica es la base de toda la tecnología digital
“Es maravilloso celebrar cómo la mecánica cuántica, con un siglo de antigüedad, ofrece continuamente nuevas sorpresas”, afirma Olle Eriksson, presidente del Comité Nobel de Física. “Además, es enormemente útil, ya que la mecánica cuántica es la base de toda la tecnología digital”.
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
Los transistores de los microchips informáticos son un ejemplo de la tecnología cuántica consolidada que nos rodea. El Premio Nobel de Física de este año ha brindado oportunidades para desarrollar la próxima generación de tecnología cuántica, incluyendo la criptografía cuántica, las computadoras cuánticas y los sensores cuánticos.
El físico español Ignacio Cirac, director de la División de Teoría del Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica en Garching (Alemania), cree que el premio es 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”, asegura en declaraciones al SMC.
Alba Cervera Lierta, investigadora experta en computación cuántica en el Barcelona Supercomputing Center y coordinadora de Quantum Spain, cree que este premio sigue la estela del Nobel de Física de 2022 a los pioneros de la información cuántica.
“En este caso, se premia el desarrollo de la física necesaria para poder explotar la información cuántica para fabricar tecnología”, señala al SMC. “Muchos ordenadores cuánticos actuales están fabricados con cúbits superconductores, es decir, usando los principios que los galardonados de este año desarrollaron. Para alguien que trabaja en computación cuántica como yo, considero que es un Nobel que reconoce, entre otros, los grandes avances que está habiendo en este campo”.