Naučnici John Clarke, Michel Devoret i John Martinis dobitnici Nobelove nagrade za fiziku

(Patria) - Naučnici John Clarke, Michel Devoret i John Martinis osvojili su Nobelovu nagradu za fiziku za 2025. godinu za "eksperimente koji su otkrili kvantnu fiziku u akciji", omogućivši razvoj sljedeće generacije digitalnih tehnologija.

- Zapanjen sam. Naravno, nikada mi nije palo na pamet da bi ovo mogao biti temelj za dobijanje Nobelove nagrade. Razgovaram na mobitel, pretpostavljam i vi, a jedan od temeljnih razloga zašto mobitel radi jeste sav ovaj rad - rekao je danas Clarke na telefonskoj konferenciji za novinare povodom dodjele Nobelove nagrade.

"Ovogodišnja Nobelova nagrada za fiziku pružila je mogućnosti za razvoj sljedeće generacije kvantne tehnologije, uključujući kvantnu kriptografiju, kvantne računare i senzore", kaže se između ostalog u saopštenju Nobelovog odbora za dodjelu nagrada.

Kvantno-mehanička ponašanja dobro su proučena na nivou nevjerovatno malih atomskih i subatomskih čestica, ali se često smatraju bizarnim i neintuitivnim u poređenju s klasičnom fizikom i njenim daleko većim razmjerama.

Kvantna mehanika omogućuje čestici da se kreće ravno kroz barijeru koristeći proces koji se naziva tuneliranje. Čim je uključen veliki broj čestica, kvantno-mehanički učinci obično postaju beznačajni. Eksperimenti laureata pokazali su da se kvantno-mehanička svojstva mogu konkretizirati na makroskopskoj skali.

Dobitnici Nobelove nagrade proveli su eksperimente sredinom 1980-ih s elektronskim krugom izgrađenim od supravodiča te pokazali da kvantna mehanika može utjecati i na svakodnevne predmete pod određenim uslovima.

Godine 1984. i 1985. John Clarke, Michel H. Devoret i John M. Martinis proveli su niz eksperimenata s elektronskim krugom izgrađenim od supravodiča, komponenti koje mogu provoditi struju bez električnog otpora. U krugu su supravodljive komponente bile odvojene tankim slojem nevodljivog materijala, postavkom poznatom kao Josephsonov spoj.

Usavršavanjem i mjerenjem svih različitih svojstava svog kruga mogli su kontrolirati i istraživati fenomene koji su nastajali kada su kroz njega propuštali struju. Zajedno, nabijene čestice koje su se kretale kroz supravodič činile su sistem koji se ponašao kao da su jedna čestica koja ispunjava cijeli krug.

Ovaj makroskopski sistem nalik čestici u početku je bio u stanju u kojem struja teče bez ikakvog napona. Sistem je zarobljen u tom stanju, kao da je iza barijere koju ne može preći. U eksperimentu sistem pokazuje svoj kvantni karakter uspijevajući pobjeći iz stanja nultog napona tuneliranjem. Promijenjeno stanje sistema detektira se pojavom napona.

Laureati su također mogli pokazati da se sistem ponaša na način predviđen kvantnom mehanikom - kvantiziran je, što znači da apsorbira ili emitira samo određene količine energije.

Na konferenciji za novinare istaknuto je kako se Nobelova nagrada za fiziku dodjeljuje u vrijeme kada obilježavamo 100 godina kvantne mehanike.

Ujedinjene nacije službeno su 2025. proglasile Međunarodnom godinom kvantne nauke i tehnologije (IYQ) kako bi se obilježila 100. godišnjica nastojanja njemačkog fizičara Wernera Heisenberga (1901-1976.) da razvije matematičku formulaciju kvantnih fenomena.

Heisenberg je 1925. godine s Maxom Bornom i Pascualom Jordanom objavio tri rada koja se smatraju temeljem kvantne mehanike.

- Divno je moći slaviti način na koji stoljetna kvantna mehanika neprestano nudi nova iznenađenja. Također je izuzetno korisna jer je kvantna mehanika temelj cjelokupne digitalne tehnologije - rekao je predsjednik Nobelovog odbora za fiziku Olle Eriksson.

Clarke, rođen u Velikoj Britaniji, profesor je na kalifornijskom Univerzitetu Berkeley. Devoret, rođen u Francuskoj, profesor je na Univerzitetu Yale i Univerzitetu u Santa Barbari, na kojem je i Martinis profesor. Martinis, Amerikanac, vodio je Googleov laboratorij za kvantnu umjetnu inteligenciju do 2020. godine.

U Googleu je Martinis bio dio istraživačkog tima koji je 2019. izjavio da su postigli "kvantnu nadmoć", u kojoj računar koristeći svojstva subatomskih čestica rješava problem daleko bolje od najmoćnijeg superračunara na svijetu. Devoret je, osim profesure, i glavni naučnik Googleove kvantne umjetne inteligencije.