Premio Nobel de Física 2025 a los descubridores del efecto túnel cuántico que se utiliza en los microchips

La Real Academia Sueca de Ciencias ha decidido otorgar el premio 2025en 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”. El comité del Nobel destaca que sus experimentos dieron lugar a la mecánica cuántica que está en la base de toda la tecnología digital actual.

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. 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.

En 1984 y 1985, Clarke, Devoret y Martinis realizaron una serie de experimentos con un circuito electrónico construido con superconductores, componentes capaces de conducir corriente sin resistencia eléctrica. En el circuito, los componentes superconductores estaban separados por una fina capa de material no conductor, una configuración conocida como unión Josephson. 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, 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”.

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.

(Noticia en desarrollo)