De la idei „exotice” la calculatoare cuantice sau drumul lung spre premiul Nobel

Descoperirile fundamentale nu ajung peste noapte să nici să schimbe lumea, nici să primească recunoaștere. Uneori, e nevoie de zeci de ani pentru ca o idee științifică să treacă de la laborator la tehnologia care ne definește viața de zi cu zi. Fizicianul Cristian Presură a fost invitatul Corinei Negrea la emisiunea Știința 360 pentru a comenta premiul Nobel pentru Fizică pe anul 2025, acordat pentru „descoperirea tunelării cuantice macroscopice și cuantificării energiei într-un circuit electric” (https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2025/press-release/) - - un domeniu cu rădăcini adânci în cercetarea anilor ’70–’80.

Fericiții laureați ai premiului din acest an sunt John Clarke, Michel H. Devoret și John M. Martinis, și împart în mod egal cele 11 milioane de coroane suedeze, cât este valoarea premiului.

Cristian Presură și-a făcut doctoratul în Olanda, unde l-a avut în comisia de doctorat pe profesorul Anthony J. Leggett — el însuși laureat al Premiului Nobel pentru Fizică în 2002 (https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2003/leggett/facts/). Acesta a avut un rol esențial în dezvoltarea ideilor care aveau să ducă, peste decenii, la descoperirile recompensate acum cu Nobel.

„De la Anthony Leggett a început povestea celor trei laureați Nobel. În 1978, el a sugerat că fenomenele cuantice observate în particule elementare se pot vedea și în obiecte macroscopice, precum inelele supraconductoare.”

Această ipoteză îndrăzneață a inspirat cercetări care, ani mai târziu, au demonstrat că efecte cuantice precum tunelarea sau cuantificarea nivelurilor de energie pot fi observate nu doar la nivel atomic, ci și în circuite realizate din materiale supraconductoare.

Multe dintre progresele tehnologice majore au pornit din experimente care păreau, la început, ciudate, ”exotice” sau greu de aplicat practic.

„E foarte important, pentru că lucrurile exotice sunt cele care ne aduc tehnologia extraordinară. Tocmai acele materiale exotice care fac lucruri neașteptate, odată ce le găsim, le reproducem pe scară largă și avem o tehnologie cu adevărat avansată.”

Un exemplu este chiar supraconductibilitatea - materialele care, la temperaturi extrem de scăzute, permit trecerea curentului electric fără pierderi de energie -, și care a jucat un rol esențial în cercetarea laureată anul acesta.

„Un supraconductor este un material special care permite trecerea curentului fără disipare. Poți crea magneți foarte puternici și, cu ajutorul lor, aparate de rezonanță magnetică, dar și circuite cuantice pentru calculatoare.”

Descoperirile recompensate cu Nobel sunt la baza qubiților, elementele fundamentale ale calculatoarelor cuantice.

„Qubiții folosesc inele de supraconductori tăiate puțin, unde există o zonă izolatoare care permite electronilor să tuneleze dintr-o parte în alta — ceea ce clasic nu s-ar fi putut. Apoi se aleg două stări cuantice, 0 și 1, care pot fi puse în superpoziție.”

Totuși, aplicarea practică este extrem de dificilă. Stările cuantice sunt fragile și rezistă foarte puțin în timp, necesitând temperaturi aproape de zero absolut.„Trebuie răcite la temperaturi foarte joase, pentru că stările respective sunt fragile și se destabilizează rapid. Aici e una dintre cele mai mari provocări.”

Premiul Nobel pentru fizică 2025 nu marchează o descoperire de ultim moment, ci mai degrabă recunoașterea unui drum lung de cercetare fundamentală început în urmă cu aproape jumătate de secol.

„Nu mă aștept ca aceste rezultate, experimente făcute în anii ’80, să conducă astăzi la revoluții. Ne lovim încă de problema fragilității acestor sisteme cuantice. Poate soluția va veni dintr-un alt colț exotic.”

„De la idee până la recunoaștere e un drum lung. Istoria științei e plină de exemple de teorii care au așteptat decenii până să fie confirmate experimental — precum cazul bozonului Higgs. E nevoie de timp pentru lucrurile astea. Cercetarea fundamentală are ritmul ei, iar drumul de la idee până la premiul Nobel e lung.”

Iar cercetarea fundamentală, chiar și atunci când pare abstractă sau „exotică”, pavează drumul către tehnologiile care pot transforma lumea.

Pe larg, în interviul realizat cu Cristian Presură în emisiunea Știința 360, realizată de Corina Negrea.