Nobel per la Fisica ai pionieri dei computer quantistici

Il Nobel per la Fisica a John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis ha premiato scoperte che, nel giro di 40 anni, hanno avuto un effetto dirompente perché hanno gettato le basi per costruire i computer quantistici dall'enorme potenza di calcolo.

Dal punto di vista teorico, poi, hanno permesso di osservare i comportamenti della materia nel mondo infinitamente piccolo e che sono governati dalle leggi della meccanica quantistica, così distanti da quelle del mondo che osserviamo e che risponde alle leggi della fisica classica.

A fare da apripista è stato John Clarke, nato nel 1942 in Gran Bretagna, a Cambridge. Presto si è trasferito negli Stati Uniti, all'Università della California e Berkeley, dove con il suo gruppo di ricerca ha cominciato a esplorare fenomeni della fisica quantistica utilizzando i superconduttori e la 'giunzione Josephson', che si determina quando due superconduttori vengono uniti tra loro con una sottile barriera isolante.

Era un campo di frontiera, tanto interessante da suscitare l'interesse di giovani ricercatori. Il primo a unirsi al gruppo di Clarke, a metà degli anni '80, è stato Michel Devoret. Era nato a Parigi nel 1953 e allora aveva circa 30 anni. C'era anche un giovanissimo dottorando, John M. Martinis, allora poco più che ventenne.

Tutti insieme affrontarono la sfida di dimostrare l'effetto tunnel quantistico, ossia il fenomeno per cui una particella riesce a passare attraverso una barriera che, secondo le leggi della fisica classica, non dovrebbe poter superare. Era il 1984 e i tre costruirono un circuito elettrico con due superconduttori, dimostrando di poter controllare e studiare un fenomeno in cui tutte le particelle cariche nel superconduttore si comportano all'unisono e non hanno abbastanza energia per uscire.

"Niente di questo sarebbe stato possibile senza loro due", ha detto Clarke riferendosi a Devoret e Martinis. È stato quest'ultimo a guidare in seguito la realizzazione del primo chip quantistico, vero e proprio mattone per realizzare i computer quantistici. Ricerca che ha poi portato avanti, con Devoret, nel Google Quantum A.I. Lab. In particolare, Martinis è stato a capo del progetto di Google che nel 2019 ha segnato la prima 'supremazia quantistica', ossia la dimostrazione che un computer quantistico può eseguire un'operazione molto più rapidamente di un computer tradizionale.