Trio lauréat du Prix Nobel de physique 2025 pour travaux sur l'effet tunnel quantique
Le Prix Nobel de physique 2025 a été décerné à John Clarke, Michel Devoret et John Martinis pour leurs recherches pionnières sur l'effet tunnel quantique dans les circuits supraconducteurs. Leurs expériences de 1985 ont démontré comment les effets quantiques s'appliquent à des systèmes complexes, posant les bases des ordinateurs quantiques modernes. Clarke a exprimé sa surprise face à cette reconnaissance, notant l'impact inattendu de leur découverte.
En 1985, John Clarke, Michel Devoret et John Martinis, alors à l'Université de Californie à Berkeley, ont mené des expériences sur les jonctions Josephson — des fils supraconducteurs séparés par un matériau isolant qui a valu à Brian Josephson le Prix Nobel de physique en 1973. Ils ont mesuré les propriétés des particules chargées se déplaçant à travers ces jonctions et ont découvert que les particules se comportaient comme une seule entité avec des niveaux d'énergie distincts, un effet quantique. Les chercheurs ont également observé une tension indiquant que les particules avaient traversé la barrière isolante par effet tunnel, confirmant l'effet tunnel quantique dans un système macroscopique.
Cette avancée a montré que les comportements quantiques, précédemment observés uniquement chez les particules individuelles, pouvaient s'étendre aux circuits électroniques traditionnellement régis par la physique classique. De telles découvertes ont révolutionné la science quantique en permettant des tests précis de la mécanique quantique sur des puces de silicium. Comme l'a déclaré Clarke : « Notre découverte est, en quelque sorte, la base de l'informatique quantique. »
Leur travail a directement contribué au développement de qubits supraconducteurs, les briques de base des ordinateurs quantiques d'aujourd'hui. Des entreprises comme Google et IBM utilisent désormais des centaines de ces qubits dans leurs machines. Martinis et Devoret ont ensuite rejoint Google Quantum AI, qui en 2019 a démontré un ordinateur quantique supraconducteur atteignant un avantage quantique sur les systèmes classiques.
À l'annonce du prix, Clarke a déclaré au comité Nobel : « Je suis complètement stupéfait. Il ne m'est jamais venu à l'esprit que cela pourrait être la base d'un Prix Nobel. » Il a ajouté que l'importance de leur recherche de 1985 n'était pas évidente à l'époque : « Il ne nous est jamais venu à l'esprit que cette découverte aurait un impact aussi significatif. »
Les particules quantiques présentent des propriétés étranges, y compris une nature probabiliste et des niveaux d'énergie discrets, menant à des phénomènes comme le tunnel à travers des barrières — des idées explorées par des physiciens précoces tels qu'Erwin Schrödinger.