Nobel de Física para John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis por sus experimentos en un chip que revelaron la física cuántica en acción

Me parece muy bien merecido. Sus experimentos han sido cruciales para los avances en tecnologías superconductoras y que, hoy en día, se utilizan en muchos ámbitos, en particular en los ordenadores cuánticos. 

Este Nobel sigue la estela del Nobel de Física de 2022 a los pioneros de la información cuántica. En este caso, se premia el desarrollo de la física necesaria para poder explotar la información cuántica para fabricar tecnología. Muchos ordenadores cuánticos actuales están fabricados con cúbits superconductores, es decir, usando los principios que los galardonados de este año desarrollaron. Para alguien que trabaja en computación cuántica como yo, considero que es un Nobel que reconoce, entre otros, los grandes avances que está habiendo en este campo. 

Yo trabajé con John M. Martinis, uno de los científicos que han ganado el premio Nobel. Tenemos dos artículos en la revista Nature con ellos hace unos cinco o seis años, y en el grupo que yo dirigía de tecnologías cuánticas en la Universidad del País Vasco tuvimos una colaboración muy exitosa con él. 

En esa época John Martinis todavía era profesor de la Universidad de Santa Barbara, pero estaba totalmente dedicado a la empresa Google. Su equipo logró los récords mundiales de supremacía cuántica y mostró que los ordenadores cuánticos podían llegar muy lejos. El Nobel está compartido con Michel H. Devoret, un colega francés que se mudó a la Universidad de Yale con el cual tengo una amistad de muchos años; y John Clarke, que es el ‘patriarca’ por los cúbits superconductores, que son la base de la computación cuántica. Estos tres colegas lograron el trabajo pionero en el laboratorio —no son trabajos teóricos— con los cúbits codificados en circuitos superconductores a temperaturas bajísimas, más bajas que el espacio exterior. 

Se merecen, de lejos, el premio Nobel porque su trabajo es la base de muchas cosas en la computación cuántica, en la comunicación cuántica, en la sensórica cuántica... Es una celebración para toda la comunidad en este 2025 que la UNESCO ha declarado el año de las ciencias y tecnologías cuánticas. 

Posiblemente no es una sorpresa que el Premio Nobel de Física 2025 haya sido concedido a un logro relacionado con la cuántica, siendo el 2025 el Año Internacional de la Ciencia y Tecnología Cuánticas declarado por la UNESCO. Es una gran noticia reconocer a los investigadores John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis su labor con “el descubrimiento del efecto túnel cuántico macroscópico y la cuantización de energía en un circuito eléctrico”. 

Sus experimentos son cruciales al demostrar cómo esos fenómenos cuánticos pueden observarse en dispositivos suficientemente ‘grandes’ para posibilitar una manipulación práctica. Concretamente, utilizaron circuitos superconductores fabricados inteligentemente en chips, mediante técnicas convencionales de los semiconductores, y los midieron en condiciones adecuadas para garantizar que las señales eléctricas manifestaran esos estados en el régimen cuántico. Muchos de esos retos han tenido ya un gran avance conceptual y tecnológico, así como realizaciones alternativas. 

John Clarke, Michel Devoret y John Martinis son tres de los investigadores que más han contribuido al campo de la física cuántica de los circuitos eléctricos superconductores. Sus trabajos en los años ochenta demostraron que un superconductor se comporta como un sistema cuántico único, macroscópico, es decir, que aunque cuenta con una cantidad gigante de electrones, todos ellos actúan al unísono; de hecho, se considera como un condensado con carga eléctrica. Los resultados que obtuvieron demostraron que los circuitos, en efecto, tienen un comportamiento cuántico macroscópico observable como voltajes y corrientes, y que exhiben niveles energéticos cuantizados, como si fueran átomos artificiales diseñados en un laboratorio.

Todos los experimentos que desarrollaron aprovecharon la física del efecto Josephson, en el que dos superconductores se ponen casi en contacto, con una pequeña barrera entre ellos de dimensiones microscópicas, pero que aun así permite que, debido al efecto túnel, la corriente superconductora cruce de un lado al otro. Este elemento, hoy llamado la unión Josephson, es el equivalente al transistor de los procesadores modernos para la construcción de ordenadores cuánticos superconductores. De hecho, los experimentos por los que se ha dado este premio Nobel representaron una versión primitiva de lo que hoy llamamos un bit cuántico, o cúbit, que es el elemento básico que constituye los ordenadores cuánticos.

El Premio Nobel de Física de este año se concede a los investigadores que mostraron el comportamiento cuántico de circuitos eléctricos superconductores. Desde el punto de vista teórico fue un resultado muy importante porque estos circuitos son más grandes que lo que normalmente asociamos a la física cuántica (se les llama macroscópicos, aunque no lo sean en el sentido usual del término). Además, con el tiempo estos circuitos han resultado ser fundamentales para el desarrollo de las nuevas tecnologías cuánticas. Por ejemplo, con ellos se pueden construir los bits cuánticos con los que se forman algunos de los mejores ordenadores cuánticos como los de IBM y Google.