El Nobel de Física 2025 premia la hazaña de observar el mundo cuántico en un chip

La Real Academia de Ciencias de Suecia otorgó este martes el Premio Nobel de Física 2025 a los investigadores John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis por un descubrimiento que derribó la barrera entre el extraño mundo cuántico y nuestra realidad cotidiana. Los científicos fueron galardonados por “el descubrimiento del efecto túnel cuántico macroscópico y la cuantización de la energía en un circuito eléctrico”, un hallazgo que demostró por primera vez que los fenómenos cuánticos pueden observarse en un objeto lo suficientemente grande como para sostenerlo en la mano.

El premio reconoce unos experimentos realizados en la década de 1980 que respondieron a una pregunta fundamental: ¿hasta qué tamaño se pueden manifestar las leyes de la mecánica cuántica? Normalmente, estas reglas, que permiten que una partícula esté en dos lugares a la vez o atraviese barreras infranqueables, solo se observan en el mundo microscópico de átomos y electrones.

¿Qué es el efecto túnel cuántico?

Para ilustrar la naturaleza revolucionaria del trabajo de los galardonados, el comité del Nobel utilizó una analogía sencilla: “Cuando lanzas una pelota contra una pared, puedes estar seguro de que rebotará hacia ti y te sorprendería mucho si la pelota apareciera, de repente, al otro lado de la pared”.

Ese fenómeno, imposible en nuestra experiencia diaria, es sin embargo común en el reino cuántico. Se trata del “efecto túnel”, mediante el cual una partícula subatómica puede “atravesar” una barrera de energía sin tener la fuerza suficiente para saltarla, como si apareciera mágicamente al otro lado. Lo que Clarke, Devoret y Martinis lograron fue observar este mismo comportamiento no en una partícula aislada, sino en un sistema de miles de millones de partículas actuando colectivamente como una sola entidad cuántica gigante.

Los experimentos pioneros

Entre 1984 y 1985, los tres físicos construyeron en la Universidad de California, Berkeley, un circuito eléctrico superconductor, un material capaz de conducir electricidad sin resistencia alguna. Este circuito, de aproximadamente un centímetro, contenía una “unión Josephson”, una fina capa aislante sandwicada entre dos superconductores.

Al realizar mediciones extremadamente precisas, descubrieron que el conjunto completo de partículas cargadas en movimiento se comportaba como una única partícula gigante que llenaba todo el circuito. Esta “súper-partícula” era capaz de escapar de un estado de energía cero atravesando la barrera energética mediante el efecto túnel, un fenómeno que se hizo visible con la aparición de un voltaje en el sistema.

Además, confirmaron que la energía de este sistema macroscópico estaba “cuantizada”, es decir, solo podía existir en valores específicos y discretos, y no en cualquier valor, tal como predice la mecánica cuántica para las partículas individuales.

El legado: de la ciencia fundamental a la tecnología del futuro

El impacto de este descubrimiento va mucho más allá de la física fundamental. Su trabajo es la base de los cúbits superconductores, el componente central de los ordenadores cuánticos que están desarrollando empresas como Google e IBM.

“Sus experimentos han sido cruciales para los avances en tecnologías superconductoras que, hoy en día, se utilizan en muchos ámbitos, en particular en los ordenadores cuánticos”, afirmó Ignacio Cirac, director del Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica en Alemania.

El propio John Martinis, el más joven del trío, lideró el equipo de Google que en 2019 anunció haber logrado la “supremacía cuántica”, al resolver en 200 segundos un problema que le hubiera llevado 10.000 años al superordenador clásico más potente del mundo. Este hito, aunque aún preliminar, señala el potencial de esta tecnología.

La reacción de los galardonados

Al conocerse la noticia, John Clarke, de 83 años, declaró desde California: “Por decirlo suavemente, fue la sorpresa de mi vida. Nunca se me ocurrió que esto (aquel trabajo de la década de 1980) pudiera ser la base de un Nobel”. Clarke también destacó el carácter colectivo del logro: “No podría imaginar aceptar el premio sin ellos dos”.

Los tres investigadores, que actualmente están vinculados a distintos campus de la Universidad de California, se repartirán el premio monetario de 11 millones de coronas suecas (alrededor de un millón de euros).