Nobel de Física para tres científicos por su trabajo en computación cuántica

– Por Redacción Conciencia Pública

Este año el Premio Nobel de Física fue concedido a tres científicos por uno de los avances más prometedores en el campo de la computación cuántica. John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis fueron galardonados “por el descubrimiento del túnel cuántico macroscópico y la cuantización de energía en un circuito eléctrico”.

En física cuántica, las partículas pequeñas —como electrones o fotones— pueden hacer cosas extrañas que no vemos en el mundo cotidiano: por ejemplo, “túneles” donde la partícula atraviesa una barrera que, según la física clásica, no debería poder pasar. Eso ya se había observado a nivel microscópico, pero lo que los laureados demostraron es que efectos similares se pueden ver en un sistema más grande —uno que se podría sostener con la mano— si se diseña apropiadamente. 

Para lograr esto, usaron circuitos superconductores, es decir, materiales especiales que conducen electricidad sin resistencia cuando están muy fríos. En esos circuitos colocaron lo que se llama una “unión Josephson”, donde dos superconductores están separados por una barrera muy delgada que no conduce. En ese dispositivo observaron cómo el sistema completo podía “tunelarse” —es decir, pasar de un estado sin voltaje a otro con voltaje— de manera cuántica, algo que antes se creía exclusivo en escalas muy pequeñas. 

Además, estos investigadores fueron capaces de mostrar que ese sistema grande solo absorbe o emite energía en “saltos discretos” —es decir, no en cualquier cantidad continua, sino en niveles específicos, algo que ya se sabía para átomos o electrones. Este fenómeno, llamado cuantización de energía, fue observado en ese circuito macro-cuántico. 

Lo más importante es que esos descubrimientos han sentado las bases para los llamados “bits cuánticos” o qubits basados en circuitos superconductores (“qubits superconductores”), que son una de las tecnologías más prometedoras para construir computadoras cuánticas reales. Por ejemplo, John Martinis participó más tarde en proyectos para desarrollar computadoras cuánticas con Google, usando principios que se relacionan directamente con esos experimentos. 

Aunque aún estamos lejos de tener una computadora cuántica práctica que supere ampliamente a las clásicas computadoras personales en todas las tareas, este Nobel es un reconocimiento de que ya no hablamos solo de ideas abstractas: la física cuántica está empezando a manifestarse en dispositivos tangibles. Estos avances podrían conducir a mejores criptografías, sensores ultrasensibles y nuevas formas de procesar información. 

Este premio también nos invita a imaginar qué tan lejos puede llegar la ciencia cuando logra unir lo extraño de lo cuántico con lo concreto de los artefactos que podemos fabricar.