Premio Nobel 2025. En Recompensas Físicas, Homenaje a Tres Médicos Cuánticos -John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis- por su estudio de la mecánica cuántica en un circuito eléctrico macroscópico.
Desde el anuncio del premio, la alegría y el entusiasmo rodearon las instituciones nacionales de estos Laurea en Berkelei, Santa Bárbara y Novi Haven.
La concesión de este prestigioso premio a la investigación pionera en física cuántica coincide con el centenario del nacimiento de la mecánica cuántica, una teoría científica revolucionaria que constituye la base de la física moderna.
La mecánica cuántica se formuló originalmente para explicar y predecir el comportamiento confuso de átomos, moléculas y partículas subatómicas. Desde entonces, ha allanado el camino para una amplia gama de aplicaciones prácticas, incluidas mediciones precisas, tecnología láser, imágenes médicas y, probablemente, el más valiente de todos los dispositivos electrónicos semiconductores y chips de computadora.
Sin embargo, los numerosos aspectos del mundo cuántico han intrigado durante mucho tiempo a otros científicos e ingenieros. Desde el punto de vista experimental, la minúscula escala de partículas microscópicas representa desafíos extraordinarios para el estudio de las leyes sutiles de la mecánica cuántica en ajustes de laboratorio.
Promesas sobre máquinas cuánticas
Desde la última década del siglo pasado, investigadores de todo el mundo han buscado aislar, controlar y medir con precisión objetos físicos individuales, como fotones individuales e iones atómicos, que muestren un comportamiento cuántico en condiciones experimentales muy específicas. Estos intentaron aumentar en el campo con el surgimiento de la ingeniería cuántica, cuyo objetivo es aprovechar la física cuántica para innovaciones tecnológicas revolucionarias.
John Clarke, profesor emérito de Física de la Universidad de California, Berkeley, habla el 7 de octubre de 2025 en una conferencia de prensa en el campus que celebra el Premio Nobel de Física de 2025. Karl Mondon/AFP vía Getty Images
Una de las directrices más prometedoras es el procesamiento cuántico de información, que está diseñado e implementado por máquinas que pueden codificar, procesar, transmitir y detectar información de maneras cuánticas “extrañas”: por ejemplo, un objeto puede estar en la cima de diferentes estados. Los objetos remotos pueden manifestar untracto cuántico: correlaciones remotas que evitan toda posibilidad de interpretación clásica. En comparación con sus predecesores electrónicos habituales, las máquinas de información cuántica pueden tener ventajas en tareas computacionales específicas, simulaciones, criptografías y sensaciones.
La realización de tales máquinas cuánticas requeriría experimentos que tuvieran acceso a componentes físicos confiables que pudieran instalarse y controlarse a nivel humano, pero que se adhieran plenamente a la mecánica cuántica. Por muy concedente que pueda parecer, ¿podemos violar los límites implícitos del mundo natural y convertir las leyes físicas microscópicas en una realidad macroscópica?
Mecánica Kuantum en un circuito eléctrico.
En 1985, tres premios Nobel, que entonces trabajaban en el mismo grupo de investigación de la Universidad de California en Berkeley, dieron una respuesta afirmativa a la pregunta anterior. Estudiaron circuitos eléctricos del superconductor. La preductividad del azúcar es una condición especial de la materia conocida por la implementación de corrientes eléctricas sin resistencia, debido a interacciones mecánicas cuánticas básicas de electrones a bajas temperaturas. Trio notó por primera vez diferentes comportamientos cuánticos de variables físicas macroscópicas.
Premio Nobel 2025 Michel Devoret Dirige un grupo de montañismo en los Alpes franceses durante 2019. Escuela de verano Les Cuches Fizics sobre “Máquinas de información Kuantum”. Fotografió al autor, Zhikin Wang.
En un superposalista, dos electrones se conectan para formar una pareja de autores. Estos pares electrónicos condensan el macroscopio, que puede describir la variable de la fase colectiva compartida por todos sus ingredientes microscópicos. En este estado, billones o más de electrones se comportan efectivamente como una entidad única, recordando las colecciones masivas de átomos que forman objetos cotidianos como péndulo o cuentas biliares.
Para observar el movimiento mecánico cuántico de esta fase variable macroscópica, tres científicos han elaborado el dispositivo llamado Josephson Junction, formado por dos partes de superconductor separadas por 1/10.000 de cabello humano. Descubrieron que, a temperaturas suficientemente bajas (por debajo de -459 grados centígrados, o -459 grados centígrados, se produce un fenómeno mecánico cuántico único conocido como túnel cuántico, donde la instalación puede escapar de la barrera sin tener que escalar su cima).
Además, el equipo exhibió Josephson Junction sobre la radiación electromagnética de microondas cuya frecuencia es cercana a la señal de Wi-Fi. Midieron los niveles de energía del circuito en valores discretos o cuantificados, que normalmente sólo están presentes en átomos y moléculas microscópicos. El dispositivo utilizado en estos experimentos puede denominarse “átomo artificial”, es decir, un círculo eléctrico con propiedades similares al átomo, que de repente adquiere un tamaño macroscópico, un diseño ajustable y una naturaleza de máquina cuántica.
Implicaciones y perspectivas
CLARKEA, Devoreta y Martinisa, han tenido muchas influencias profundas. En el nivel básico, propusieron que un fenómeno cuántico diferente (solía pensar que solo existía un nivel microscópico) en realidad puede manifestarse en escalas físicas mucho mayores. Mientras tanto, la invención de átomos artificiales superconductores ha abierto una vía completamente nueva hacia la construcción de máquinas cuánticas útiles con técnicas de ingeniería avanzadas.
Sobre la base de estos descubrimientos, los investigadores, incluidos los premios Nobel y sus grupos de investigación, lograron logros significativos en la construcción de prototipos de computadoras cuánticas utilizando círculos cuánticos supercivos en décadas. La unidad de dispositivos básicos que fabrica estos procesadores de información es un bit cuántico superconductor o “codo” para abreviar. Cualquier codo supercivo es un átomo artificial que contiene una o más uniones Josephson. Su estado cuántico puede ser preparado con precisión, manipulado y medido por los experimentadores. La perfección y la integración de codos superconductores se encuentran entre los desafíos más modernos de la tecnología de la información cuántica.
El premio Nobel de 2025, John Martinis, analiza el camino hacia la construcción de una computadora cuántica en una conferencia sobre computadoras cuánticas en Losiabat Kuantum en 2016. años.
El Premio Nobel de 2025. El año de la física reconoce las investigaciones originales en la confluencia de las ciencias básicas y aplicadas. Los ganadores del premio probaron profundas hipótesis de la mecánica cuántica mediante una experimentación clara y rigurosa.
A partir de estos átomos artificiales han surgido esfuerzos audaces y rápidos avances en la construcción de máquinas prácticas de información cuántica. La combinación de consultas puramente intelectuales y mejoras de la ingeniería fue diseñada por este campo interdisciplinario desde su creación.
Este Premio Nobel lo intentan tres inventores de los círculos cuánticos, cuyas mentes curiosas, visiones amplias y actitudes aventureras representan un verdadero espíritu científico y seguirán inspirando a las generaciones futuras.
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