El Nobel de Física 2025 premia a los pioneros que llevaron la mecánica cuántica al mundo macroscópico

John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis han sido distinguidos con el Premio Nobel de Física 2025 por demostrar que los fenómenos de la mecánica cuántica -habitualmente asociados al comportamiento de átomos y partículas subatómicas- pueden manifestarse también a escala macroscópica, en sistemas visibles y medibles a simple vista.

La Real Academia de las Ciencias Sueca ha reconocido su descubrimiento del efecto túnel cuántico macroscópico y de la cuantización de la energía en un circuito eléctrico, una aportación que marcó un punto de inflexión en la física experimental y en el desarrollo de la tecnología cuántica moderna, base de la computación, la criptografía y los sensores de nueva generación.

Un puente entre dos mundos

El trabajo de los tres físicos -el británico Clarke, el francés Devoret y el estadounidense Martinis- demostró a mediados de los años ochenta que los principios de la mecánica cuántica podían observarse más allá del ámbito microscópico.

En sus experimentos, realizados en la Universidad de California en Berkeley, construyeron un circuito superconductor separado por una fina capa de material no conductor, conocido como unión de Josephson.

Al estudiar cómo se comportaba la corriente eléctrica al atravesar esa barrera, lograron observar el efecto túnel cuántico: el paso de una partícula a través de un obstáculo que, según la física clásica, debería ser infranqueable.

Este fenómeno, descrito teóricamente décadas atrás, fue verificado entonces en un sistema compuesto por miles de millones de pares de electrones enlazados (pares de Cooper), extendidos en un chip de aproximadamente un centímetro de tamaño.

Hasta ese momento, el efecto túnel y la cuantización de la energía -la emisión y absorción de energía en cantidades discretas- solo se habían estudiado en sistemas con muy pocas partículas.

Los experimentos de Berkeley demostraron por primera vez que estos efectos podían medirse y controlarse en un circuito macroscópico, abriendo una nueva vía para aplicar los principios cuánticos a dispositivos reales.

De los laboratorios al corazón de la computación cuántica

Las consecuencias de aquel hallazgo se extienden mucho más allá de la física fundamental.

Los circuitos superconductores que Clarke, Devoret y Martinis desarrollaron hace cuatro décadas son la base de los cúbits superconductores, los bloques de construcción de muchos de los ordenadores cuánticos que ya existen hoy.

Estos cúbits, capaces de representar simultáneamente los estados 0 y 1 gracias a la superposición cuántica, permiten realizar cálculos a velocidades imposibles para los ordenadores clásicos.

Además, las mismas propiedades se aplican en sensores de ultraalta sensibilidad, sistemas de neuroimagen o incluso en algunos de los chips y teléfonos móviles actuales, donde se aprovechan los efectos cuánticos para optimizar la eficiencia energética y la detección de señales.

En palabras del presidente del Comité Nobel de Física, Olle Eriksson, “es maravilloso poder celebrar cómo la mecánica cuántica, que tiene ya un siglo de existencia, sigue ofreciendo nuevas sorpresas y aplicaciones prácticas. Es también la base de toda la tecnología digital moderna”.

Los galardonados: tres trayectorias convergentes

Los tres científicos compartieron laboratorio y visión durante una etapa clave de sus carreras.

John Clarke (Cambridge, Reino Unido, 1942) se doctoró en la Universidad de Cambridge y lleva más de cinco décadas vinculado a la de Berkeley.

Su trabajo ha impulsado avances en neuroimagen, en la búsqueda de materia oscura y en el desarrollo de dispositivos de interferencia cuántica superconductora (SQUIDs).

Michel H. Devoret (París, 1953) se formó como ingeniero en la Escuela Nacional Superior de Telecomunicaciones y ha desarrollado su carrera entre Francia y Estados Unidos.

Es actualmente profesor en la Universidad de Yale, donde continúa investigando en óptica cuántica y circuitos superconductores.

El más joven del trío, John M. Martinis (EEUU, 1958), se doctoró en Física en Berkeley tras haber formado parte del grupo de Clarke.

Desde entonces ha liderado proyectos pioneros en la construcción de ordenadores cuánticos superconductores, incluidos los que han demostrado “supremacía cuántica” en los últimos años.

Durante la rueda de prensa del anuncio, Clarke reconoció que la noticia le había tomado completamente por sorpresa. “Ha sido la sorpresa de mi vida”, dijo por teléfono. “Nunca pensé que aquellos experimentos de hace cuarenta años acabarían teniendo un impacto tan grande, ni que serían la base de un futuro Premio Nobel”.

Un Nobel con mirada al futuro

El reconocimiento de la Academia Sueca pone de relieve cómo los fundamentos teóricos de la física cuántica pueden transformarse en herramientas concretas para la ingeniería y la tecnología.

El efecto túnel cuántico macroscópico, que en su día sirvió para cuestionar las fronteras entre lo clásico y lo cuántico, se ha convertido en la llave que abre una nueva era de computación y comunicación cuántica, donde las leyes más extrañas del universo comienzan a ser aprovechadas con fines prácticos.

Como señaló el comité, el descubrimiento de Clarke, Devoret y Martinis simboliza “el paso del laboratorio a la realidad”, y marca una frontera en la que la física más fundamental se traduce en la tecnología que dará forma al futuro digital.