Prêmio Nobel de Física de 2025 concedido por tunelamento quântico macroscópico
O Prêmio Nobel de Física de 2025 foi concedido a John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis pela descoberta do tunelamento quântico macroscópico e quantização de energia em um circuito elétrico. Seu trabalho, realizado na década de 1980 na Universidade da Califórnia, Berkeley, demonstrou efeitos quânticos em escala macro usando uma junção Josephson. Os laureados compartilharão US$ 1,1 milhão, com a cerimônia marcada para 10 de dezembro de 2025 em Estocolmo.
No início do século XX, os físicos descobriram a mecânica quântica, onde partículas subatômicas exibem comportamentos como tunelamento através de barreiras de energia, desafiando a física clássica. Sobre essa base, Clarke, Devoret e Martinis estenderam esses efeitos para escalas macroscópicas. Clarke, que se juntou ao corpo docente da UC Berkeley em 1969 após seu PhD pela Universidade de Cambridge, colaborou com Devoret como pós-doutorando e Martinis como estudante de pós-graduação em meados da década de 1980.
A equipe usou uma junção Josephson—um dispositivo com dois semicondutores separados por um isolante, permitindo o tunelamento de elétrons em baixas temperaturas para formar pares de Cooper supercondutores. Eles construíram um oscilador de microchip de um centímetro, semelhante a um pêndulo quântico, e reduziram o ruído para medir o tunelamento. Ao alimentar corrente na junção e observar a tensão, descobriram que em temperaturas muito baixas, o sistema se tornava supercondutor, com corrente independente da temperatura—uma assinatura do tunelamento quântico macroscópico.
Eles também confirmaram níveis de energia quantizados na junção, limitando a energia a valores discretos como partículas subatômicas. Isso criou um estado quântico macroscópico descrito por uma única função de onda através de bilhões de pares de Cooper, funcionando como um átomo artificial e qubit rudimentar.
«Para dizer o mínimo, foi a surpresa da minha vida», disse Clarke durante a conferência de imprensa do anúncio. «Nossa descoberta de certa forma é a base da computação quântica».
O comitê Nobel destacou oportunidades para criptografia quântica, computadores e sensores. Irfan Siddiqi, presidente do departamento de física da UC Berkeley, chamou-o de «o avô dos qubits», possibilitando qubits supercondutores modernos como o transmon de 2007.
Martinis juntou-se aos esforços quânticos do Google em 2014, contribuindo para a reivindicação de supremacia quântica de 2019, antes de cofundar a Qolab em 2022. Devoret lidera a divisão quântica do Google e leciona na UC Santa Barbara, enquanto Clarke é professor emérito na UC Berkeley.
«Esses sistemas preenchem a lacuna entre o comportamento quântico microscópico e dispositivos macroscópicos», disse Gregory Quiroz da Johns Hopkins. Jonathan Bagger da American Physical Society observou que o prêmio mostra o valor dos investimentos em pesquisa fundamental.