di Lorenzo Lazzeri
Il Premio Nobel per la Fisica 2025 è stato conferito a Michel H. Devoret della Yale University & University of California, John M. Martinis della University of California e John Clarke della University of California per i loro esperimenti pionieristici sul Tunneling Quantistico Macroscopico (MQT) e la quantizzazione dell’energia in un circuito elettrico.
La loro ricerca ha offerto un’architettura concettuale risolutiva per dimostrare che i fenomeni quantistici non sono confinati al regno subatomico, ma possono governare la dinamica del grado di libertà macroscopico rappresentato dalla fase di superconduttività della giunzione, stabilendo così il fondamento per l’ingegneria dei circuiti quantistici.
Il fulcro del loro lavoro è la giunzione Josephson superconduttiva. I ricercatori hanno sottoposto queste giunzioni – costituite da due superconduttori separati da uno strato isolante – a temperature prossime allo zero assoluto, nell’ordine dei milliKelvin e in queste condizioni estreme, il circuito si è comportato come una singola particella quantistica in una buca di potenziale. Il trio ha dimostrato che la variabile macroscopica del circuito, la fase di superconduttività, poteva “scavare una galleria” attraverso la barriera di potenziale elettrica, un effetto noto come MQT e, infine, hanno verificato che l’energia del circuito poteva assumere solo valori discreti, dimostrando in modo definitivo la quantizzazione dell’energia in un sistema elettrico.
Il risultato ha fornito il fondamento fisico necessario per sviluppare i qubit superconduttori di cui sono dotati i moderni computer quantistici come i transmon e i qubit a flusso, mostrando come la giunzione Josephson sia progredito oltre l’essere semplicemente uno strumento di fisica fondamentale in un componente essenziale della tecnologia quantistica.
