Premiul Nobel pentru Fizică 2025, acordat cercetătorilor John Clarke, Michel Devoret și John Martinis, pentru munca din domeniul fizicii cuantice

Academia Regală Suedeză de Ştiinţe de la Stockholm a decis marţi să acorde Premiul Nobel pentru Fizică pe 2025 cercetătorilor John Clarke, Michel H. Devoret şi John M. Martinis „pentru descoperirea tunelării cuantice macroscopice şi cuantificării energiei într-un circuit electric”. Premiul Nobel pentru fizică din acest an a oferit oportunităţi pentru dezvoltarea următoarei generaţii de tehnologie cuantică, inclusiv criptografia cuantică, computerele cuantice şi senzorii cuantici.

Potrivit Comitetului Nobel, o întrebare importantă în fizică este dimensiunea maximă a unui sistem care poate demonstra efectele mecanicii cuantice. Laureaţii Premiului Nobel din acest an au realizat experimente cu un circuit electric în care au demonstrat atât tunelarea cuantică, cât şi nivelurile de energie cuantificate într-un sistem suficient de mare încât să poată fi ţinut în mână.

În 1984 şi 1985, John Clarke, Michel H. Devoret şi John M. Martinis au realizat o serie de experimente cu un circuit electronic construit din supraconductori, componente care pot conduce curentul fără rezistenţă electrică. În circuit, componentele supraconductoare erau separate de un strat subţire de material neconductiv, o configuraţie cunoscută sub numele de joncţiune Josephson. Prin rafinarea şi măsurarea tuturor proprietăţilor circuitului lor, ei au reuşit să controleze şi să exploreze fenomenele care apăreau atunci când treceau curent prin el. Împreună, particulele încărcate care se mişcau prin supraconductor formau un sistem care se comporta ca şi cum ar fi fost o singură particulă care umplea întregul circuit.

Acest sistem macroscopic asemănător unei particule se află iniţial într-o stare în care curentul circulă fără tensiune. Sistemul este blocat în această stare, ca şi cum s-ar afla în spatele unei bariere pe care nu o poate traversa. În cadrul experimentului, sistemul îşi manifestă caracterul cuantic reuşind să scape din starea de tensiune zero prin efectul tunel. Starea modificată a sistemului este detectată prin apariţia unei tensiuni.

Laureaţii au putut demonstra, de asemenea, că sistemul se comportă în modul prevăzut de mecanica cuantică – este cuantificat, ceea ce înseamnă că absoarbe sau emite doar cantităţi specifice de energie.

„Este minunat să putem sărbători modul în care mecanica cuantică veche de un secol oferă continuu noi surprize. Este, de asemenea, extrem de utilă, deoarece mecanica cuantică stă la baza întregii tehnologii digitale”, spune Olle Eriksson, preşedintele Comitetului Nobel pentru Fizică.

„Tranzistoarele din microcipurile computerelor sunt un exemplu al tehnologiei cuantice consacrate care ne înconjoară. Premiul Nobel pentru fizică din acest an a oferit oportunităţi pentru dezvoltarea următoarei generaţii de tehnologie cuantică, inclusiv criptografia cuantică, computerele cuantice şi senzorii cuantici”, se explică în comunicatul Comitetului Nobel. 

Premiul Nobel pentru Fizică 2024

Anul trecut, John J. Hopfield (SUA) şi Geoffrey E. Hinton (Canada) au fost laureaţi cu Nobel „pentru descoperirile şi invenţiile fundamentale care permit învăţarea automată cu ajutorul reţelelor neuronale artificiale”.