Il Premio Nobel per la Fisica 2025 a Clarke, Devoret e Martinis per le scoperte che hanno portato ai computer quantistici

Il Premio Nobel per la Fisica 2025 è andato a John Clarke, Michel Devoret e John Martinis, per via della loro "scoperta dei tunnel quantistici macroscopici e della quantizzazione dell'energia in un circuito elettrico", che hanno posto le basi per la costruzione dei computer quantistici.

Il Premio Nobel per la Fisica 2025 per la meccanica quantistica

Già nel 2022 il Premio Nobel per la Fisica era stato conferito a ricercatori che hanno fatto scoperte rilevanti per il mondo del calcolo quantistico: allora furono John Clauser, Alain Aspect e Anton Zeilinger a riceverlo per essere riusciti a creare l'entanglement nei fotoni, ovvero la possibilità di "legarli" così che s'influenzino a vicenda.

Nel 2025, il Premio Nobel per la Fisica resta saldamente legato al mondo del calcolo quantistico. Normalmente, gli effetti quantistici sono rilevabili e significativi solo su scale microscopiche, a livello subatomico. Clarke, Devoret e Martinis condussero però esperimenti a metà anni Ottanta che consentirono loro di dimostrare gli effetti della meccanica quantistica nel mondo macroscopico. Nello specifico, riuscirono a dimostrare l'esistenza dei tunnel quantistici in un circuito a superconduttori.

Il trio costruì una giunzione di Josephson, ovvero un circuito superconduttore in cui le componenti sono separate da uno strato non conduttore. Normalmente, gli elettroni si muovono all'interno di un superconduttore come fossero un'unica particella che riempie l'intero circuito e hanno tensione nulla. Gli esperimenti di Clarke, Devoret e Martinis hanno dimostrato che il sistema era in grado di sfuggire a questo stato di tensione nulla tramite i tunnel quantistici, che fanno sì che una particella (come, appunto, un elettrone) può passare attraverso una barriera anche quando ciò non sarebbe possibile secondo le leggi della meccanica classica. Ciò avviene grazie alla natura dualistica della materia, che è sia a particelle sia a onde; proprio il fatto che gli elettroni siano (anche) onde fa sì che possano superare barriere altrimenti insormontabili.

Un ulteriore risultato raggiunto dai vincitori del Premio è che riuscirono a dimostrare che il sistema è quantizzato, ovvero assorbe o emette energia solo in quantità specifiche.

Le giunzioni di Josephson usate da Clarke, Devoret e Martinis sono attualmente impiegate da molte aziende che costruiscono computer quantistici a superconduttori, come ad esempio IBM e Google. Gli effetti studiati dai tre scienziati si riscontrano, ad esempio, anche nei transistor a semiconduttori classici basati sul silicio, con i quali è costruito il dispositivo su cui state leggendo questa notizia.

Il merito dello sviluppo del calcolo quantistico va dunque intestato, almeno in parte, anche a Clarke (che è ora professore dell'Università di Berkeley), Devoret (che è direttore scientifico in Google Quantum AI) e Martinis (che è attualmente CTO della startup Qolab). Si divideranno il premio di 11 milioni di corone svedesi, pari a circa 1 milione di euro.