- La Academia Sueca distingue a John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis por validar el túnel cuántico a escala macroscópica.
- Sus experimentos con un circuito superconductor evidenciaron también niveles discretos de energía.
- El trabajo sienta las bases de los qubits superconductores y la actual ola de tecnologías cuánticas.
- El galardón incluye 11 millones de coronas suecas y refuerza el papel de la física cuántica en la innovación.
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha concedido el Premio Nobel de Física a John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis por una demostración experimental que rompe moldes: la manifestación del efecto túnel cuántico macroscópico y la cuantización de la energía en un circuito eléctrico.
El fallo reconoce unos experimentos pioneros que trasladaron fenómenos típicamente microscópicos al dominio de un chip manejable con la mano, reforzando el puente entre la mecánica cuántica y el mundo cotidiano y abriendo la puerta a tecnologías cuánticas de nueva generación.
Qué se ha premiado exactamente
La mecánica cuántica permite que una partícula atraviese barreras de energía mediante el efecto túnel. Lo extraordinario aquí es que los laureados mostraron ese mismo proceso en un sistema macroscópico: un circuito superconductor donde el salto se detecta como la aparición de un voltaje tras un estado previo de corriente sin caída de potencial.
Además, el dispositivo respondió solo a energías discretas, confirmando la cuantización del sistema. Esta doble observación, en un único circuito, probó que se comportaba como una entidad cuántica coherente y no como un simple agregado de partículas.
Cómo fue el experimento
El equipo construyó en 1984-1985 un circuito con superconductores separados por una capa aislante, la clásica unión Josephson. Al ajustar y medir con precisión sus parámetros, lograron controlar los procesos que emergían al inyectar corriente en el circuito.
En conjunto, las cargas en el superconductor se organizaban como si fueran una sola partícula que ocupase todo el dispositivo. Ese estado, inicialmente sin voltaje, quedaba confinado por una barrera efectiva del potencial; el sistema escapaba de ella por tunelización cuántica, algo que se evidenciaba en la lectura de un voltaje finito.
La variable protagonista es la fase superconductora a través de la unión Josephson, un grado de libertad colectivo que actúa como análogo de la posición de una partícula cuántica. La verificación de su carácter cuántico y macroscópico en un chip del tamaño de la palma de la mano se convirtió en un hito experimental.
Quiénes son los galardonados
John Clarke está vinculado a la Universidad de California, Berkeley; Michel H. Devoret ha desarrollado su carrera entre la Universidad de Yale y la Universidad de California, Santa Bárbara; y John M. Martinis ha trabajado ampliamente en la Universidad de California, Santa Bárbara. Su colaboración consolidó una línea de investigación que redefinió los límites de la física de circuitos superconductores.
El premio incluye 11 millones de coronas suecas (aproximadamente 1,17 millones de dólares). Clarke calificó la noticia como una gran sorpresa y subrayó que su trabajo, concebido en los años ochenta, se ha convertido en base para tecnología cuántica de vanguardia.
Reacciones de la comunidad científica
Para el presidente del Comité Nobel de Física, Olle Eriksson, la mecánica cuántica sigue ofreciendo hallazgos inesperados y una utilidad incuestionable, dado que se asienta en la base de la tecnología digital que usamos a diario.
Expertos como Lesley Cohen (Imperial College London), Ignacio Cirac (Max Planck de Óptica Cuántica), Juan José García-Ripoll (CSIC), Artur García (BSC-CNS) o Alba Cervera Lierta (BSC) coinciden en que los experimentos premiados cimentaron los qubits superconductores y han sido cruciales para el desarrollo de procesadores y sensores cuánticos que hoy se prueban en laboratorios y empresas de todo el mundo.
Impacto y aplicaciones
La lectura más directa del trabajo es su papel fundacional en la computación cuántica basada en circuitos superconductores. Empresas y equipos académicos han construido procesadores con qubits que aprovechan niveles de energía discretos y técnicas de lectura inspiradas en estos experimentos, con avances que incluyen hitos como la llamada supremacía cuántica reportada por el equipo de Martinis en 2019.
El efecto también trasciende la informática: el marco experimental ha impulsado sensores cuánticos de alta sensibilidad (como los SQUID), así como desarrollos en criptografía cuántica y metrología avanzada, con potencial en medicina, geofísica, nuevos materiales y química computacional.
Una trayectoria sobre hombros de gigantes
Este logro se asienta en pilares como la teoría BCS y las predicciones de Brian Josephson, que introdujeron la supercorriente a través de barreras aislantes y explicaron por qué los superconductores pueden exhibir coherencia cuántica a gran escala. La validación experimental de Clarke, Devoret y Martinis acerca esa física, antes abstracta, al terreno de los chips fabricables.
Retos por delante
Aunque las demostraciones actuales ya permiten ejecutar algoritmos y experimentos útiles, el camino hacia sistemas prácticos de gran tamaño exige escalar el número de qubits y combatir la decoherencia. La ingeniería criogénica, la calidad de materiales y los códigos de corrección de errores son frentes activos que determinarán el ritmo de la segunda revolución cuántica.
Con la validación del túnel cuántico macroscópico y de la energía cuantizada en circuitos superconductores, el Nobel reconoce una demostración clara y medible de cuántica a escala de dispositivo, un resultado que ha cambiado la forma de diseñar hardware y que hoy alimenta la carrera por computar, medir y comunicar con reglas que, durante décadas, parecían reservadas al mundo subatómico.
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