Descobertas que viabilizaram computadores quânticos vencem o Nobel de Física

Três pioneiros homenageados por demonstrar efeitos quânticos em um chip

Em 7 de outubro de 2025, a Real Academia de Ciências da Suécia concedeu o Prêmio Nobel de Física a John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis por experimentos que trouxeram a mecânica quântica do reino atômico para circuitos elétricos macroscópicos — uma descoberta que sustenta os qubits supercondutores de hoje e grande parte da moderna indústria de computação quântica. (nobelprize.org)

Por que este prêmio é importante

A mecânica quântica governa notoriamente átomos, elétrons e fótons. Por décadas, foi uma questão em aberto quão grande um sistema poderia ser e ainda exibir um comportamento genuinamente quântico, como o tunelamento entre estados classicamente proibidos ou a posse de níveis de energia discretos e quantizados. O comitê do Nobel reconheceu um conjunto de experimentos da década de 1980 que demonstraram esses efeitos em um circuito elétrico grande o suficiente para ser segurado na mão — um passo decisivo para tornar os fenômenos quânticos utilizáveis em dispositivos de engenharia. (nobelprize.org)

O que os laureados realmente fizeram

O trio realizou medições em circuitos construídos em torno de uma junção de Josephson, uma fina camada isolante imprensada entre supercondutores. Quando resfriados a temperaturas de milikelvin, esses dispositivos suportam graus de liberdade coletivos — essencialmente variáveis de circuito — que se comportam como partículas quânticas. Os experimentos mostraram que o circuito poderia tunelar de um estado de voltagem zero para um estado de voltagem finita e que os mesmos dispositivos absorviam micro-ondas apenas em energias discretas, revelando níveis quantizados. Essas observações estabeleceram que circuitos elétricos macroscópicos podem exibir as mesmas regras quânticas que antes se pensava estarem confinadas aos átomos. (sciencenews.org)

Da curiosidade de laboratório aos qubits

Esse salto da demonstração para a aplicação é o que torna o trabalho tão consequente. A mesma física explorada nos experimentos de junção de Josephson fornece a base para os qubits supercondutores, os minúsculos bits quânticos baseados em circuitos usados por muitos grupos de pesquisa e empresas. Os qubits supercondutores codificam informações quânticas em variáveis elétricas coletivas de um circuito; eles dependem da capacidade de criar e controlar níveis discretos de energia e de preservar superposições coerentes por tempo suficiente para computar. Em resumo, os laureados converteram uma possibilidade conceitual em princípios de hardware práticos. (nobelprize.org)

Caminhos através das décadas

Após as observações iniciais, o campo evoluiu por meio de refinamentos constantes: melhores materiais, fabricação aprimorada e designs de circuitos engenhosos que aumentaram os tempos de coerência e permitiram portas de dois qubits. John Martinis permaneceu uma figura central no desenvolvimento prático de processadores quânticos supercondutores, liderando posteriormente um esforço de alto perfil para demonstrar a 'vantagem quântica' — o ponto em que um dispositivo quântico realiza uma tarefa fora do alcance de supercomputadores clássicos. Michel Devoret continuou a expandir a fronteira entre experimentos fundamentais e hardware quântico de engenharia, contribuindo para técnicas de controle e medição de circuitos supercondutores. Os primeiros experimentos de precisão e o desenvolvimento de detectores de John Clarke também influenciaram a trajetória do campo. Juntas, suas contribuições abrangem desde a física fundamental até tecnologias agora em desenvolvimento comercial. (sciencenews.org)

Onde a computação quântica está hoje

Os qubits supercondutores são uma das várias abordagens líderes de hardware. Eles demonstraram algoritmos cada vez mais complexos, emaranhamento em dezenas de qubits e demonstrações direcionadas de tarefas computacionais que são difíceis para máquinas clássicas. No entanto, obstáculos significativos permanecem: os dispositivos atuais são ruidosos, a contagem de qubits precisa aumentar em ordens de magnitude e a correção de erros será necessária para executar muitas aplicações úteis de forma confiável. As descobertas reconhecidas pelo Nobel estabeleceram o paradigma do hardware, mas escalar esse hardware para computadores quânticos de uso geral e tolerantes a falhas é um desafio científico e de engenharia ainda em andamento. (theguardian.com)

Impactos mais amplos: sensores, criptografia e além

Além da computação, as técnicas nascidas desses experimentos permitiram detectores e sensores ultrassensíveis — por exemplo, dispositivos supercondutores que detectam campos magnéticos minúsculos, com aplicações que vão da física fundamental à imagem médica. O surgimento de processadores quânticos também chamou a atenção para a cibersegurança: máquinas quânticas poderosas poderiam um dia ameaçar a criptografia de chave pública convencional, acelerando o trabalho global em criptografia resistente ao quantum. A citação do Nobel observou explicitamente que as descobertas dos laureados abriram oportunidades para criptografia, sensores e computação quântica. (nobelprize.org)

O que a premiação sinaliza sobre o campo

Um Prêmio Nobel reconhece não apenas uma descoberta, mas também sua importância a longo prazo. A concessão do prêmio pelo tunelamento quântico macroscópico afirma que a transição da curiosidade fundamental para a plataforma tecnológica — frutificando em laboratórios e startups em todo o mundo — é um dos desenvolvimentos científicos definidores do final do século XX e início do século XXI. A decisão também destaca como os avanços no controle experimental e na engenharia criogênica remodelaram o que é possível na ciência quântica. (nobelprize.org)

Questões restantes e o caminho a seguir

Mesmo com o reconhecimento do Nobel, o campo está longe da maturidade. As principais áreas de pesquisa incluem a melhoria dos tempos de coerência, a concepção de esquemas de correção de erros escaláveis e eficientes, o refinamento de materiais e fabricação para reduzir perdas e ruídos, e a busca por aplicações de impacto onde processadores quânticos superem alternativas clássicas de maneiras economicamente significativas. O progresso está acelerando, mas traduzir a física em uma junção de Josephson para uma computação quântica generalizada e tolerante a falhas exigirá um esforço contínuo na academia, na indústria e em laboratórios nacionais.

Considerações finais

O Prêmio Nobel de Física de 2025 celebra um conjunto de experimentos que mudou o enquadramento da mecânica quântica de uma teoria abstrata sobre o mundo microscópico para uma plataforma tecnológica que pode ser projetada, escalada e transformada em produto. Essa mudança — mostrando o tunelamento quântico e a energia quantizada em circuitos que você pode segurar — é um dos pilares do ecossistema quântico contemporâneo. À medida que os pesquisadores enfrentam o próximo conjunto de problemas de engenharia, o trabalho dos laureados permanecerá como um capítulo fundamental na história de como a física quântica passou de um experimento mental para um dispositivo.