Percée en physique quantique : Le Prix Nobel 2025 pour la découverte de l'effet tunnel macroscopique

Édité par : Irena I

Le 7 octobre 2025, l'Académie royale des sciences de Suède a rendu publique sa décision d'attribuer le Prix Nobel de physique à John Clarke, Michel Devoret et John Martinis. Cette distinction honore leurs découvertes fondamentales concernant le phénomène d'effet tunnel quantique macroscopique ainsi que la quantification de l'énergie au sein des circuits supraconducteurs. Ces travaux pionniers, dont les prémices remontent aux années 1980, ont apporté la preuve irréfutable que les effets quantiques pouvaient se manifester dans des systèmes bien plus volumineux qu'on ne le supposait auparavant, démontrant leur perméabilité à l'échelle macroscopique.

L'essence de cette avancée scientifique majeure réside dans la transposition expérimentale d'effets traditionnellement observés uniquement à l'échelle atomique vers un domaine mesurable directement dans des circuits électriques. Les trois chercheurs, affiliés respectivement à l'Université de Californie à Berkeley, à l'Université de Yale et à l'Université de Californie à Santa Barbara, ont réussi à prouver qu'un collectif composé de milliards de particules – spécifiquement les paires de Cooper présentes dans un supraconducteur – pouvait agir comme une entité quantique unique et cohérente.

Pour réaliser cette prouesse, ils ont eu recours à des circuits électriques miniatures, désignés sous le nom de jonctions Josephson. Dans ces dispositifs cruciaux, deux matériaux supraconducteurs sont séparés par une mince couche isolante. La physique classique aurait logiquement prédit que ce circuit resterait ouvert. Cependant, grâce à l'effet tunnel, les électrons ont pu franchir cette barrière de manière synchronisée, générant ainsi une tension mesurable. Cela a permis de documenter un comportement quantique dans un système que l'on peut observer au microscope, déplaçant de fait la frontière du monde quantique vers la zone macroscopique.

Les recherches menées par Clarke, Devoret et Martinis ont ainsi établi les fondations théoriques et pratiques d'une nouvelle génération de technologies. John Martinis, en particulier, a joué un rôle déterminant dans le développement des bits quantiques supraconducteurs, ou qubits. Aujourd'hui, ces circuits supraconducteurs constituent l'une des plateformes privilégiées pour l'élaboration des processeurs quantiques, un domaine dans lequel des géants technologiques mondiaux tels que Google, IBM et Microsoft investissent massivement.

Le Comité Nobel a tenu à insister sur l'universalité de la mécanique quantique, notant qu'« il n'existe aucune technologie de pointe aujourd'hui qui ne dépende pas de la mécanique quantique ». De son côté, le professeur Mikhail Davidovich de l'Université de Saratov a souligné que les températures extrêmement basses requises pour l'observation de ces phénomènes (inférieures à un kelvin) rendent ces structures particulièrement prometteuses pour les futurs ordinateurs quantiques, ouvrant des voies pour l'obtention et le contrôle de densités de courant substantielles.

Les lauréats se partageront une récompense de 11 millions de couronnes suédoises, ce qui représente environ 1,2 million de dollars américains. La cérémonie officielle de remise des prix est prévue pour le 10 décembre 2025 à Stockholm. Cet événement scientifique majeur sert de rappel éloquent que les quêtes scientifiques les plus audacieuses, celles qui visent à comprendre l'essence même des phénomènes, deviennent invariablement les catalyseurs du progrès technologique le plus tangible et le plus profond.

Sources

  • Frontline

  • Nobel Prize in Physics 2025 - NobelPrize.org

  • John Clarke, Michel Devoret, John Martinis win physics Nobel Prize - The Washington Post

  • Nobel Prize in physics awarded to 3 University of California faculty | University of California

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