La Real Academia Sueca de Ciencias ha reconocido este año a John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis por haber llevado la mecánica cuántica al terreno macroscópico, demostrando en un circuito eléctrico tanto el efecto túnel como la cuantización de la energía.
Con trabajos iniciados a mediados de los ochenta, los galardonados probaron que un chip de superconductores puede mostrar conductas típicamente cuánticas en un sistema lo bastante grande como para sostenerlo en la mano, un logro que abre paso a nuevas tecnologías y que está dotado con 11 millones de coronas suecas.
Quiénes son y qué aportaron
John Clarke (Reino Unido, 1942; Universidad de California, Berkeley), Michel H. Devoret (Francia, 1953; Universidad de Yale y UC Santa Bárbara) y John M. Martinis (Estados Unidos, 1958; UC Santa Bárbara) son tres físicos experimentales de referencia que transformaron un concepto teórico en un resultado tangible.
Su investigación mostró que un conjunto de cargas en un circuito superconductor puede actuar como una “partícula efectiva” extendida por el circuito, un comportamiento colectivo que permite observar la física cuántica fuera del ámbito microscópico.
Según el comité que otorga el premio, los resultados de este trío evidencian que las propiedades extrañas del mundo cuántico pueden materializarse en sistemas accesibles, con consecuencias tanto para la ciencia básica como para la ingeniería.
Los tres investigadores comparten el galardón por descubrir el túnel cuántico macroscópico y la cuantización de energía en un circuito, hitos medidos y controlados en dispositivos reales.
Cómo fue el experimento: del laboratorio al chip
El dispositivo clave estaba formado por dos superconductores separados por una delgada barrera aislante, lo que se conoce como unión Josephson. En estas condiciones, la corriente puede fluir sin resistencia y las variables del circuito quedan descritas por una única función de onda.
En ese régimen, el sistema queda inicialmente en un estado de corriente sin voltaje (voltaje cero), confinado por una barrera de potencial. De manera característicamente cuántica, el circuito “salta” a otro estado a través del efecto túnel, lo que se detecta por la aparición de un voltaje medible.
Además, el equipo demostró que el circuito solo absorbe o emite energía en paquetes discretos, es decir, que la energía está cuantizada, un sello inequívoco de la mecánica cuántica.
La tunelización ya era conocida desde la primera mitad del siglo XX para describir procesos como el decaimiento nuclear, pero aquí se observó en un sistema macroscópico, palpable y gobernable con instrumentación electrónica.
Por qué importa: tecnologías cuánticas que llegan
El trabajo de Clarke, Devoret y Martinis sentó las bases de los qubits superconductores, una de las plataformas más avanzadas para construir ordenadores cuánticos capaces de abordar ciertos problemas fuera del alcance de las máquinas clásicas.
También impulsa el desarrollo de comunicaciones cuánticas más seguras y de sensores cuánticos con una sensibilidad excepcional para medir tiempo, campos magnéticos o aceleraciones con gran precisión.
Su resultado ataca una cuestión de fondo: ¿cuál es el tamaño máximo de un sistema que puede manifestar efectos mecánico-cuánticos? Al mostrar comportamientos cuánticos en circuitos “grandes”, se reduce la distancia entre el mundo microscópico y el macroscópico.
Mirando a futuro, el reto pasa por mejorar la coherencia cuántica, mitigar el ruido y escalar la complejidad de los dispositivos, de modo que los prototipos actuales se conviertan en herramientas útiles y fiables para ciencia e industria.
El reconocimiento del Nobel pone el foco en una evidencia cada vez más clara: comprender y controlar la cuántica en circuitos reales ya no es solo una curiosidad académica, sino un camino sólido hacia tecnologías con impacto directo en la vida cotidiana.
Postposmo
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