John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis fueron galardonados con el Nobel de Física por demostrar el efecto túnel cuántico macroscópico, descubrimiento que sienta las bases para el desarrollo de nuevas áreas de investigación y desarrollo como la ingeniería y las tecnologías cuánticas.
A mediados de la década de los ochenta, tres investigadores de universidades norteamericanas se plantearon crear circuitos eléctricos basados en superconductores. Estos elementos, claves para el desarrollo de tecnologías en áreas como la medicina, el transporte o la energía, conducen corriente sin resistencia eléctrica.
En ese contexto, el Premio Nobel de Física 2025 fue otorgado a John Clarke (Universidad de California, Berkeley), Michel H. Devoret (Universidad de Yale) y John M. Martinis (Universidad de California, Santa Bárbara) por su trabajo pionero en el efecto túnel mecánico cuántico y la cuantificación de la energía en circuitos eléctricos superconductores.
Este premio coincide con el Año Internacional de la Ciencia y las Tecnologías Cuánticas, declarado así por la UNESCO durante el pasado 2024.
Nobel de Física 2025: hacer visible lo invisible
La mecánica cuántica estudia el mundo microscópico y su comportamiento, revelando fenómenos que van en contra de nuestra intuición, la cual se ha desarrollado por nuestra experiencia en el mundo macroscópico o clásico.
En su experimento, los científicos construyeron un circuito eléctrico con materiales superconductores, capaces de conducir corriente sin resistencia. Estos superconductores estaban separados por una delgada capa aislante —llamada unión Josephson— que permitió observar un fenómeno llamado efecto túnel cuántico, donde las partículas atraviesan barreras que, según la física clásica, deberían ser imposibles de cruzar. Al medir este sistema, los investigadores comprobaron que el circuito solo podía absorber o emitir cantidades discretas de energía, revelando que incluso un objeto macroscópico, visible a simple vista, puede comportarse siguiendo las reglas de la mecánica cuántica.
Dicho avance abrió el camino para el desarrollo de qubits superconductores, el corazón de muchas de los prototipos de computadoras cuánticas que hoy marcan el rumbo de la investigación tecnológica mundial.
De acuerdo con la Real Academia Sueca de Ciencias, este descubrimiento “brinda oportunidades para el desarrollo de la próxima generación de tecnología cuántica, incluyendo la criptografía, la computación y los sensores cuánticos”.
MIRO y la cuántica en Chile
En Chile, el Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO) desarrolla líneas de investigación estrechamente ligadas a estas áreas, explorando la interacción entre la luz y la materia, el control de estados cuánticos y el desarrollo de tecnologías basadas en propiedades cuánticas de la luz.
Según explica Carla Hermann, investigadora asociada quien lidera el Laboratorio de Óptica Cuántica Amazing Quantum, del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, «lo más importante de este Nobel es que reconoce a los científicos que establecieron las bases experimentales de la computación cuántica basada en superconductores. Gracias a sus trabajos, hoy es posible manipular qubits en circuitos reales (aunque aún no es la plataforma como «escogida» para la computación cuántica, es una entre varias). Son los pioneros que demostraron que los efectos cuánticos no son exclusivos del mundo atómico», explica.
El reconocimiento a Clarke, Devoret y Martinis releva el rápido avance de la física cuántica y sus aplicaciones, en un campo en pocos años se ha convertido en un eje central del desarrollo científico y tecnológico a nivel global.
Para Aldo Delgado, director del MIRO, desarrollar investigación en física cuántica en Chile es clave para el temprano posicionamiento de Chile en las tecnologías cuánticas del futuro. “Para poder participar del desarrollo de nuevas tecnologías y de los mercados asociados es indispensable fomentar y apoyar la investigación en las áreas de investigación involucradas”, dice el académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Concepción, y agrega que: “a lo largo de la historia de la ciencia ha habido áreas de investigación que han resultado jugar un rol clave en el desarrollo de nuevas tecnologías. La investigación en física cuántica tiene el potencial para ser una de ellas, así lo demuestran aplicaciones tempranas como la resonancia nuclear magnética, el láser, y los circuitos integrados, y aplicaciones recientes como la computación cuántica”.