Quando il mondo quantistico entra nei circuiti elettrici
Il Premio Nobel per la Fisica 2025 è stato assegnato a John Clarke, Michel Devoret e John Martinis per una scoperta che ha permesso di rendere “visibili” le leggi più misteriose della meccanica quantistica: il tunnel quantistico macroscopico e la quantizzazione dell’energia in un circuito elettrico.
In parole semplici, i tre fisici sono riusciti a dimostrare che i comportamenti tipici delle particelle subatomiche — come “attraversare” una barriera o assorbire energia solo in quantità discrete — possono manifestarsi anche in sistemi grandi abbastanza da essere costruiti e osservati in laboratorio.
Dal mondo invisibile ai circuiti superconduttori
Tra il 1984 e il 1985, Clarke (britannico, docente alla Berkeley), Devoret (francese, Università di Santa Barbara) e Martinis (americano, anch’egli a Santa Barbara) hanno realizzato un circuito elettrico superconduttore, cioè formato da materiali che conducono corrente senza resistenza elettrica.
Il cuore dell’esperimento era una giunzione Josephson: due strati superconduttori separati da un sottilissimo strato isolante.
Proprio in questa minuscola barriera, i ricercatori hanno osservato un fenomeno straordinario: il sistema riusciva a “tunnellare”, cioè a passare da uno stato all’altro come se attraversasse un muro invisibile.
Ma non solo. Il circuito mostrava che l’energia non variava in modo continuo, bensì in quantità discrete, i famosi “quanti” previsti dalla teoria di Planck. In altre parole, un oggetto macroscopico — un circuito elettrico che possiamo tenere in mano — si comportava come una singola particella quantistica.
Dalla teoria ai computer quantistici
Questo risultato non è solo una meraviglia teorica. È la base su cui oggi si costruiscono i computer quantistici, macchine che sfruttano le leggi della fisica quantistica per compiere calcoli che i computer tradizionali non potrebbero mai eseguire in tempi utili.
John Martinis, in particolare, ha lavorato dal 2014 al 2020 con Google Quantum AI, contribuendo alla realizzazione del primo processore quantistico. Nel 2022 ha poi fondato Qolab, con l’obiettivo di rendere la tecnologia quantistica industrialmente scalabile.
Come ha affermato Olle Eriksson, presidente del Comitato Nobel per la Fisica:
“La meccanica quantistica, vecchia di un secolo, continua a sorprenderci e a guidare la tecnologia moderna. Dai microchip dei nostri computer fino ai futuri computer quantistici, tutto nasce dalle sue leggi.”
Dalla fisica quantistica alla vita quotidiana
Sebbene i concetti di “tunnel quantistico” o “quantizzazione dell’energia” possano sembrare lontani dalla nostra esperienza, in realtà la tecnologia quantistica è già parte della nostra vita: i transistor nei microchip, i laser, le celle fotovoltaiche e persino i lettori CD nascono da principi quantistici.
La scoperta premiata nel 2025 segna un passo ulteriore: il confine tra il mondo microscopico e quello macroscopico diventa sempre più sottile.
Un messaggio che affascina anche chi studia fisica a scuola: ciò che accade nei nostri laboratori può davvero aiutarci a comprendere e persino a costruire il futuro.
Perché parlarne a scuola
Il Nobel di quest’anno ci ricorda che la fisica non è solo teoria, ma anche curiosità, sperimentazione e collaborazione internazionale.
Le ricerche di Clarke, Devoret e Martinis ci insegnano che, con metodo e passione, è possibile far dialogare matematica, tecnologia e filosofia, portando il mondo quantistico — invisibile e imprevedibile — nel nostro mondo quotidiano.