Cientistas demonstram fenômenos quânticos em circuitos macroscópicos e pavimentam caminho para a computação quântica
O prêmio Nobel de Física de 2025 foi concedido a John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis, em reconhecimento a experimentos que demonstraram: os estranhos efeitos do mundo quântico — como o túnel quântico e níveis de energia discretos — podem se manifestar não apenas em partículas minúsculas, mas também em circuitos elétricos que podemos segurar nas mãos.
Desde os anos 1980, esses pesquisadores vêm explorando comportamento quântico em sistemas supercondutores — materiais que permitem a condução elétrica sem resistência — e mostraram que, em determinadas condições, um sistema composto por muitos elétrons pode agir como se fosse uma grande “partícula única”, atravessando barreiras e obedecendo às regras da mecânica quântica.
O que é o túnel quântico e como ele se manifesta
O túnel quântico é um fenômeno da mecânica quântica em que uma partícula consegue ultrapassar uma barreira de energia que, de acordo com a física clássica, não poderia atravessar — mesmo que ela não possua energia suficiente para “ultrapassar” essa barreira. Esse efeito se baseia na natureza ondulatória da matéria e na probabilidade de que parte da “função de onda” da partícula exista além da barreira.
Em sistemas microscópicos — como elétrons dentro de átomos — esse fenômeno já era bem estudado. A inovação reconhecida pelo Nobel de 2025 é a demonstração de que efeitos quânticos similares podem surgir em sistemas macroscópicos, ou seja, com muitos elétrons agindo em conjunto como se fossem uma unidade quântica.
Nos experimentos dos laureados, eles construíram um circuito feito de dois materiais supercondutores separados por uma fina camada isolante, formando o chamado Josephson junction. Quando aplicavam uma corrente fraca no circuito, a tensão permanecia zero — o circuito estava “preso” em um estado estável. Mas, em certo momento, esse estado se desfazia, gerando uma tensão: o sistema “tunelou” para um novo estado, como se tivesse atravessado uma barreira sem energia extra suficiente para fazê-lo.
Além disso, os cientistas descobriram que esse sistema absorvia ou emitia energia em quantidades bem definidas, ou seja, exibia quantização de energia, outro dos pilares da física quântica clássica que se esperava ver apenas em escalas atômicas.
Há duas grandes implicações práticas:
- Computação quântica e tecnologias emergentes
A demonstração desses fenômenos em circuitos físicos ampliou a confiança de que podemos controlar sistemas quânticos em escalas utilizáveis. Esse tipo de circuito hoje serve de base para qubits superconductores, uma das candidatas mais promissoras à construção de computadores quânticos. Martinis, por exemplo, participou de projetos em empresas como o Google para desenvolver qubits baseados em supercondutores. - Estender os limites da física quântica
Ao demonstrar que os efeitos quânticos podem ser observados em sistemas “grandes” (mas ainda delicados), os laureados ajudaram a reduzir a lacuna entre o mundo microscópico e o mundo “comum” que vemos. Isso desafia nossa noção tradicional de onde a mecânica quântica deixa de valer e onde a física clássica domina.
Quem são os laureados
- John Clarke: britânico, professor da Universidade da Califórnia, em Berkeley. Foi o mentor do grupo que iniciou esses experimentos.
- Michel H. Devoret: francês, atua nas universidades de Yale e da Califórnia, e trabalhou com Clarke como pesquisador associado.
- John M. Martinis: norte-americano, colaborou com Clarke e Devoret desde a juventude acadêmica e mais tarde tornou-se figura central em pesquisas de computação quântica aplicada.
O valor total do prêmio é de 11 milhões de coroas suecas, que será dividido entre os três laureados.
O que isso significa para o Brasil e o mundo
No cenário internacional, a escolha do Nobel reforça o momento de aceleração nas pesquisas com tecnologia quântica — seja para criptografia quântica, sensores quânticos ou computadores.
No Brasil, há movimentos para fortalecer essa área: por exemplo, o Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) inaugurou o Laboratório de Tecnologias Quânticas (QuantumTec), com investimento para desenvolver chips, detectores quânticos, sensores e outros dispositivos. O governo federal também reconheceu a importância da computação quântica e das pesquisas correlatas como estratégic
O Nobel de Física 2025 destaca que a fronteira entre o minúsculo e o observável pode ser mais tênue do que imaginávamos. Graças ao trabalho de Clarke, Devoret e Martinis, hoje sabemos que fenômenos quânticos — como o túnel quântico e a quantização de energia — podem acontecer em sistemas que já são “grandes” o suficiente para serem manipulados e estudados diretamente. Isso reforça a base teórica para tecnologias emergentes e aponta para um futuro em que a computação quântica pode sair do laboratório e atingir aplicações reais no nosso cotidiano.
