Nobel de physique 2025 a Devoret Clarke et Martinis pour les jonctions Josephson et les circuits supraconducteurs qui ont fonde l electronique quantique
Le Nobel de physique 2025 récompense Devoret, Clarke et Martinis pour l'effet tunnel macroscopique et la quantification d'énergie dans les circuits. Lire
Le comité Nobel a annoncé mardi 7 octobre l’attribution du prix Nobel de physique 2025 à trois chercheurs — le Britannique John Clarke, l’Américain John Martinis et le Français Michel Devoret — « pour la découverte de l’effet tunnel quantique macroscopique et de la quantification de l’énergie dans un circuit électrique », selon le communiqué cité dans l’article initial. Cette formulation du comité met en lumière des phénomènes de mécanique quantique observés non plus à l’échelle des particules isolées, mais dans des circuits électriques macroscopiques constitués notamment de jonctions Josephson et d’éléments supraconducteurs. Ces résultats ont jeté les bases expérimentales et conceptuelles d’un nouveau domaine : l’électronique quantique à l’échelle des circuits, aujourd’hui au cœur des recherches en information quantique et en métrologie.
Les contributions scientifiques : expliquer l’essentiel
Les travaux récompensés relèvent de deux observations corrélées mais distinctes. La première est l’effet tunnel quantique macroscopique : là où la mécanique classique interdit le franchissement d’une barrière d’énergie, une variable collective d’un circuit (par exemple la phase du condensat supraconducteur à travers une jonction Josephson) peut « tunneler » et passer d’un état métastable à un autre. Ce comportement, analogue au tunnel quantique des particules, implique que des degrés de liberté composés — regroupant des milliards d’électrons corrélés par la supraconductivité — présentent des signatures de quantique pur.
La seconde est la quantification de l’énergie dans un circuit électrique : certains circuits supraconducteurs présentent des niveaux d’énergie discrets, semblables à ceux d’un atome. Ces « atomes artificiels » circuitaires permettent d’exciter et de mesurer des transitions quantiques individuelles, et constituent la base physique des qubits supraconducteurs utilisés en calcul quantique. Les jonctions Josephson, oscillateurs LC modifiés et les dispositifs tels que les SQUID (interféromètres supraconducteurs) sont parmi les composantes expérimentales qui ont permis ces démonstrations.
Collectivement, les travaux des lauréats ont transformé des concepts théoriques en dispositifs manipulables en laboratoire : créer, contrôler et mesurer états quantiques de systèmes électromagnétiques à l’échelle des circuits.
Pourquoi ces résultats comptent aujourd’hui
Au plan fondamental, la démonstration d’effets quantiques dans des objets macroscopiques éclaire la frontière entre le monde quantique et le monde classique, et introduit des outils pour tester la cohérence quantique, la décohérence et les mécanismes d’interaction entre systèmes quantiques et leur environnement.
Au plan applicatif, la quantification d’énergie dans des circuits supraconducteurs est la pierre angulaire des qubits supraconducteurs, la plateforme la plus avancée pour le calcul quantique universel à grande échelle. Ces avancées ont aussi des retombées en métrologie — mesure ultra-précise de flux, courant et fréquence — ainsi qu’en détection sensible d’énergie et de champs, utiles en astrophysique et en imagerie.
Reste que transformer des démonstrations expérimentales en technologies robustes suppose de surmonter des défis pratiques importants : amélioration des temps de cohérence, réduction des bruits et des pertes, et mise à l’échelle des architectures quantiques. Les travaux primés fournissent cependant le socle expérimental et conceptuel sur lequel s’appuient de nombreuses équipes académiques et industrielles.
Relevé · Fiabilité des sources citées
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La distinction souligne une étape importante dans la maîtrise des phénomènes quantiques à l’échelle des circuits. Au-delà de la portée symbolique du prix, l’enjeu pratique reste d’exploiter ces effets avec suffisamment de fiabilité et d’échelle pour produire des technologies quantiques transformantes — un objectif qui mobilise aujourd’hui la communauté scientifique et industrielle internationale.
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