Il Nobel 2025 per la Fisica premia la dimostrazione sperimentale di effetti quantistici su circuiti macroscopici
Con il conferimento del Nobel per la Fisica 2025 a John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis, la comunità scientifica riconosce ufficialmente un passo epocale: portare fenomeni tipicamente del mondo microscopico nel dominio “visibile”, aprendo orizzonti per tecnologie quantistiche su larga scala.
Il riconoscimento e la motivazione
La Royal Swedish Academy of Sciences ha assegnato il premio “per la scoperta del tunneling quantistico macroscopico e della quantizzazione dell’energia in un circuito elettrico”.
Secondo la motivazione ufficiale, queste realizzazioni sperimentali dimostrano che gli effetti quantistici non sono confinati al mondo atomico o subatomico, ma possono emergere anche in sistemi più grandi, senza distruggersi per decoerenza o “rumore macroscopico”.
Il premio in denaro è pari a 11 milioni di corone svedesi, da dividere tra i tre vincitori.
La cerimonia ufficiale di consegna è prevista per il 10 dicembre 2025, giorno dell’anniversario della morte di Alfred Nobel.
I protagonisti
John Clarke è un fisico britannico affiliato all’Università della California, Berkeley.
Michel H. Devoret, nato in Francia, ha attività accademiche presso Yale e presso l’Università della California, Santa Barbara.
John M. Martinis lavora all’Università della California, Santa Barbara, ed è noto per i suoi contributi in fisica quantistica sperimentale e ingegneria quantistica.
Ognuno di loro ha svolto un ruolo chiave nella realizzazione e nella interpretazione di esperimenti che spingono i limiti del quantistico verso scale “normali”.
Cosa hanno dimostrato gli esperimenti
Tunneling quantistico macroscopico
Il fenomeno del tunneling consiste nel fatto che una particella quantistica può attraversare una barriera potenziale anche se non dispone di energia “classica” sufficiente per superarla. Nel mondo microscopico è un concetto ben noto.
Ciò che Clarke, Devoret e Martinis hanno realizzato è mostrarne una manifestazione in circuiti elettrici superconduttivi, che contengono un grande numero di elettroni: possono dunque comportarsi come “oggetti” più vicini al nostro mondo macroscopico, pur mantenendo coerenza quantistica.
Quantizzazione dell’energia in circuiti
Analogamente, hanno dimostrato che l’energia in tali circuiti non è continua, ma assume valori discreti, come accade per atomi o sistemi quantistici elementari.
Ogni transizione di energia avviene secondo regole quantistiche ben precise.
Questi fenomeni, osservati in dispositivi visibili a occhio nudo, pongono un ponte tra la meccanica quantistica e il mondo “classico apparente”.
Perché è un avanzamento fondamentale
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Confine quantico-classico spostato
Le esperienze precedenti riuscivano a mostrare effetti quantistici solo in micro-sistemi ben isolati. Qui, invece, si supera la barriera che separa il “microscopico puro” dal mondo con cui operiamo quotidianamente. Questo solleva domande profonde su come e quando si manifesti la decoerenza, il collasso della funzione d’onda e i limiti della superposizione. -
Tecnologie quantistiche più robuste
Dispositivi quantistici (computer, sensori, processori) devono convivere con rumore, dissipazione, imperfezioni. Dimostrare che gli effetti quantistici possono persistere in sistemi “realistici” è un passo decisivo per renderli pratici e scalabili. -
Nuova ispirazione teorica
I risultati spingono i fisici teorici a riconsiderare modelli di decoerenza e le interpretazioni della meccanica quantistica (intreccio, collasso, interpretazioni “many‑worlds”, modelli oggettivi, ecc.). -
Impatto trasversale
Le implicazioni riguardano vari ambiti: computer quantistici, sensori quantici ultra-sensibili, comunicazioni quantistiche sicure, e persino tecnologie ibride che integrano elementi classici e quantici.
Sfide e prospettive future
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Controllo della decoerenza
I sistemi quantistici, specialmente a scala più grande, tendono a perdere “coerenza” a causa delle interazioni con l’ambiente (influenza termica, rumore elettromagnetico, difetti strutturali). Migliorare l’isolamento, la stabilità, ridurre il rumore è fondamentale. -
Scalabilità
Convertire un esperimento controllato in un dispositivo estendibile, interconnesso e operativo sarà una sfida ingegneristica e scientifica. -
Interfacciamento classico-quantico
Occorre progettare come dispositivi quantici possano interagire con sistemi classici (lettura, scrittura, controllo) senza distruggere gli stati quantici. -
Nuovi materiali e architetture
Sono richiesti materiali con maggiore purezza, dispositivi nanofabbricati con precisione estrema, architetture che minimizzino perdite e decoerenza. -
Interpretazioni fondamentali della meccanica quantistica
Con questi esperimenti, la distinzione tra “misura” e “sistemi” diventa meno netta: diventa più urgente capire quando e perché emerge la realtà “definita” nel mondo macroscopico.
Un’eredità nel solco dei Nobel quantistici
Negli anni recenti altri Nobel hanno segnato punti di svolta nella fisica quantistica.
Un esempio è il premio Nobel 2022 assegnato ad Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger per esperimenti sull’entanglement quantistico e le disuguaglianze di Bell.
Quella svolta riguardava particelle connesse a distanza; oggi si celebra un’altra svolta: portare il “quanti” in sistemi più grandi, con implicazioni tecnologiche concrete.
Il 2025 è inoltre l’Anno Internazionale della Scienza e delle Tecnologie Quantistiche, proclamato dalle Nazioni Unite. Una coincidenza significativa che rafforza il senso di questa assegnazione Nobel: la meccanica quantistica è uscita dal laboratorio ed è entrata nel mondo “visibile”.
