Ο Αμερικανός φυσικός John M. Martinis, ελληνικής καταγωγής, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα, τιμήθηκε σήμερα (7/10) με το Νόμπελ Φυσικής 2025 «για την ανακάλυψη της μακροσκοπικής κβαντομηχανικής σήραγγας και της κβαντοποίησης ενέργειας σε ηλεκτρικό κύκλωμα».
Η διάκριση αυτή, από κοινού με τους John Clarke και Michel H. Devoret, ήρθε ως επισφράγισμα μιας εντυπωσιακής καριέρας αφιερωμένης στην πειραματική φυσική και στην ανάπτυξη των τεχνολογιών κβαντικών υπολογιστών.
Επιτεύγματα και διακρίσεις
Ο Martinis είναι γνωστός για την πρωτοποριακή του δουλειά στα υπεραγωγικά κβάντα (superconducting qubits), κβαντικά bits (qubits) που χρησιμοποιούνται στην κβαντική υπολογιστική, και για τον καθοριστικό του ρόλο στην ερευνητική ομάδα της Google που, το 2019, κατάφερε να αποδείξει την «κβαντική υπεροχή» χρησιμοποιώντας έναν επεξεργαστή 53 qubits.
Το επίτευγμα αυτό αποτέλεσε σημείο-σταθμό στην ιστορία της φυσικής, καθώς ήταν η πρώτη φορά που ένα κβαντικό σύστημα ξεπέρασε τις δυνατότητες των ισχυρότερων κλασικών υπερυπολογιστών.
Κατά τη διάρκεια της καριέρας του, ο Martinis έχει συμβάλει καθοριστικά στην εξέλιξη της πειραματικής φυσικής και της κβαντικής τεχνολογίας. Έχει διατελέσει κάτοχος της Έδρας Πειραματικής Φυσικής Worster στο UC Santa Barbara και σήμερα είναι επικεφαλής τεχνολογίας (CTO) στη νεοφυή εταιρεία Qolab, η οποία επικεντρώνεται στην ανάπτυξη κβαντικών επεξεργαστών με δυνατότητα κλιμάκωσης.
Μεταξύ των σημαντικών του επιτευγμάτων συγκαταλέγεται η επινόηση και ανάπτυξη του υπεραγώγιμου κβαντικού bit, βασισμένου στη διασταύρωση Josephson (current-biased Josephson junction), το οποίο αποτέλεσε θεμελιώδη λίθο για την κβαντική υπολογιστική με πολλαπλά qubit.
Το έργο του έχει συμβάλει καθοριστικά στην κατανόηση και αντιμετώπιση των πηγών θορύβου που περιορίζουν τη συνοχή των qubits, ανοίγοντας τον δρόμο για πιο σταθερά και αξιόπιστα κβαντικά συστήματα.
Ο Martinis έχει λάβει σειρά σημαντικών διακρίσεων, μεταξύ των οποίων το βραβείο Fritz London Memorial το 2014 για την πρωτοποριακή του δουλειά στα υπεραγωγικά qubits, καθώς και το βραβείο John Stewart Bell το 2021 για την έρευνά του στις θεμελιώδεις αρχές της κβαντομηχανικής και τις εφαρμογές τους.
Η συνεργασία με την Google
Στο πλαίσιο του πειράματος «κβαντικής υπεροχής» της Google, ο Martinis ηγήθηκε της ερευνητικής ομάδας στο Google Quantum AI Lab, όπου ανέπτυξαν τον επεξεργαστή «Sycamore», έναν υπεραγώγιμο κβαντικό υπολογιστή με 53 qubits.
Ο επεξεργαστής αυτός κατάφερε να εκτελέσει έναν εξειδικευμένο υπολογισμό μέσα σε περίπου 200 δευτερόλεπτα, ενώ ο πιο ισχυρός κλασικός υπερυπολογιστής της εποχής θα χρειαζόταν περίπου 10.000 χρόνια για να ολοκληρώσει το ίδιο έργο.
Το πείραμα δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature και θεωρήθηκε η πρώτη σαφής απόδειξη ότι ένα κβαντικό σύστημα μπορεί να ξεπεράσει τις επιδόσεις των συμβατικών υπολογιστών σε συγκεκριμένες εργασίες.
Η τεχνογνωσία του Martinis στην κατασκευή αξιόπιστων υπεραγώγιμων qubits και στην κλιμάκωση του κβαντικού επεξεργαστή υπήρξαν καθοριστικές για την επιτυχία του εγχειρήματος, το οποίο θεωρείται ορόσημο για τη νέα εποχή της κβαντικής υπολογιστικής.
Στο πλαίσιο του πειράματος «κβαντικής υπεροχής» της Google, ο Martinis ηγήθηκε της ερευνητικής ομάδας στο Google Quantum AI Lab, όπου ανέπτυξαν τον επεξεργαστή «Sycamore», έναν υπεραγώγιμο κβαντικό υπολογιστή με 53 qubits.
Ο επεξεργαστής αυτός κατάφερε να εκτελέσει έναν εξειδικευμένο υπολογισμό μέσα σε περίπου 200 δευτερόλεπτα, ενώ ο πιο ισχυρός κλασικός υπερυπολογιστής της εποχής θα χρειαζόταν περίπου 10.000 χρόνια για να ολοκληρώσει το ίδιο έργο.
Το πείραμα δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature και θεωρήθηκε η πρώτη σαφής απόδειξη ότι ένα κβαντικό σύστημα μπορεί να ξεπεράσει τις επιδόσεις των συμβατικών υπολογιστών σε συγκεκριμένες εργασίες.
Η τεχνογνωσία του Martinis στην κατασκευή αξιόπιστων υπεραγώγιμων qubits και στην κλιμάκωση του κβαντικού επεξεργαστή υπήρξαν καθοριστικές για την επιτυχία του εγχειρήματος, το οποίο θεωρείται ορόσημο για τη νέα εποχή της κβαντικής υπολογιστικής.