De technologie achter het elektronische apparaat dat in 2025 de Nobelprijs voor natuurkunde won

Drie Amerikaanse wetenschappers ontvingen de Nobelprijs voor Natuurkunde 2025. Foto: Le Monde .

Vanuit laboratoria zo koud dat het bijna het absolute nulpunt bereikte, hebben drie wetenschappers, John Clarke, Michel Devoret en John Martinis, experimenten uitgevoerd die de manier waarop de mensheid de kwantumwereld begrijpt, hebben veranderd. Nu hebben ze de Nobelprijs voor Natuurkunde 2025 gewonnen, een nobele beloning voor een veertigjarige reis waarin ze de grens tussen theorie en praktijk hebben verkend.

Nieuwe perspectieven op de kwantumfysica

Op 7 oktober maakte de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen bekend dat de Nobelprijs voor Natuurkunde 2025 naar drie wetenschappers ging: John Clarke, Michel Devoret en John Martinis. Ze werden gehuldigd voor "baanbrekende experimenten die ons begrip van de werking van de kwantummechanica in de fysieke wereld hebben vergroot". Volgens de toekenningcommissie heeft het werk van de drie natuurkundigen aangetoond dat kwantumeffecten kunnen worden waargenomen in systemen van grotere omvang, en niet alleen op atomair niveau.

Professor John Clarke, docent aan de Universiteit van Californië, zei in een online persconferentie na de aankondiging dat hij "verbijsterd en emotioneel" was toen hij het nieuws hoorde.

De kwantumfysica baant de weg voor een scala aan toekomstige technologieën. Foto: Bloomberg .

"Ik had nooit gedacht dat mijn werk op dit niveau erkenning zou krijgen", zei hij. Clarke voegde eraan toe dat de principes die ze bestudeerden de basis vormden voor moderne technologie, van smartphones tot computers.

De experimenten van Clarke, Devoret en Martinis, uitgevoerd tussen 1980 en 2000, waren gericht op het observeren van kwantumverschijnselen in supergeleidende circuits. De resultaten toonden aan dat kwantumtoestanden lang genoeg in stand konden worden gehouden om te kunnen worden gemeten, wat de weg vrijmaakte voor controle en exploitatie ervan in de praktijk.

Deze werken leggen de basis voor de geboorte van quantumcomputers, apparaten die informatie miljoenen keren sneller kunnen verwerken dan moderne computers bij bepaalde berekeningen. Daarnaast draagt het onderzoek bij aan de ontwikkeling van quantumsensoren, encryptietechnologie die niet met traditionele methoden te kraken is, en vele andere potentiële toepassingen.

Het tijdperk van quantumcomputers

Professor Michel Devoret van Yale University staat bekend als een pionier in het onderzoek naar supergeleidende kwantumbits (qubits), een technologie die momenteel wordt gebruikt door grote bedrijven zoals IBM, Google en Intel in quantumcomputersystemen. In de afgelopen 40 jaar van onderzoek hebben hij en zijn collega's een manier gevonden om een stabiele kwantumtoestand te handhaven, wat het grootste obstakel in dit vakgebied is.

John Martinis, hoogleraar aan de Universiteit van Californië, staat bekend om zijn rol als leider van het Google Quantum AI-team. In 2019 leidde hij het onderzoeksteam naar de mijlpaal van kwantumsuprematie, toen Googles quantumcomputer een complexe berekening in 200 seconden voltooide, iets waar de krachtigste supercomputer ter wereld destijds duizenden jaren over zou hebben gedaan. Deze prestatie markeerde een belangrijke stap voorwaarts in de geschiedenis van de computertechnologie.

John Clarke (links), Michel H Devoret (midden) en John M Martinis (rechts) zijn de wetenschappers die in 2025 de Nobelprijs voor Natuurkunde ontvingen. Foto: Physics World .

Martinis verliet Google echter in 2020. In een interview met Forbes zei hij dat de beslissing voortkwam uit een verlangen om terug te keren naar fundamenteel onderzoek. Hij gaf toe dat de zakelijke omgeving de vooruitgang kan versnellen, maar soms ook de creativiteit beperkt.

“De wetenschap kan niet aan een markttijdschema worden gedwongen”, aldus Martinis.

Voor John Clarke, de oudste van de drie wetenschappers, is de Nobelprijs een passende erkenning van een leven lang werk. Hij was de eerste die aantoonde dat supergeleidende circuits een onderscheidend kwantumgedrag konden vertonen, waarmee hij de basis legde voor de qubits van vandaag. Clarke gelooft dat dit onderzoek slechts "het topje van de ijsberg" is en dat jongere generaties natuurkundigen de kwantummechanica verder zullen toepassen.

Volgens Reuters zijn de toepassingsmogelijkheden van quantumcomputers weliswaar zeer ruim, maar kent dit vakgebied nog steeds veel uitdagingen, met name het handhaven van de stabiliteit en nauwkeurigheid van qubits gedurende lange tijd. De Nobelprijs van dit jaar laat echter zien dat de wetenschappelijke gemeenschap ervan overtuigd is dat quantumtechnologie zich ontwikkelt van de experimentele fase naar de fase van echte toepassing.

Bron: https://znews.vn/cong-nghe-dang-sau-thiet-bi-dien-tu-doat-giai-nobel-phat-ly-2025-post1591816.html