Ο John M. Martinis (γεννημένος το 1958) είναι Ελληνοαμερικανός φυσικός, γνωστός για το πρωτοποριακό του έργο στον τομέα της κβαντικής υπολογιστικής, ιδίως στην ανάπτυξη υπεραγώγιμων qubits, των βασικών μονάδων της κβαντικής πληροφορίας. Η έρευνά του συνέλαβε σημαντικά στην δημιουργία qubits υψηλής πιστότητας που αποτελούν τη βάση για επεκτάσιμους κβαντικούς επεξεργαστές.
Επιπλέον, προσέφερε σημαντικές γνώσεις στην ανακάλυψη του μακροσκοπικού κβαντικού φαινομένου σήραγγας (MQT) και της κβαντοποίησης της ενέργειας, για τα οποία τιμήθηκε με το Νόμπελ Φυσικής του 2025, το οποίο μοιράστηκε με τον Άγγλο φυσικό John Clarke και τον Γάλλο φυσικό Michel H. Devoret.
«Δεν υπάρχει προηγμένη τεχνολογία που να μην βασίζεται στην κβαντομηχανική»
«Σήμερα δεν υπάρχει καμία προηγμένη τεχνολογία που να μην βασίζεται στην κβαντομηχανική», δήλωσε ο Olle Eriksson, πρόεδρος της Επιτροπής Νόμπελ Φυσικής, κατά την ανακοίνωση του βραβείου. Πρόσθεσε ότι οι ανακαλύψεις των βραβευθέντων άνοιξαν τον δρόμο για τεχνολογίες όπως τα κινητά τηλέφωνα, οι φωτογραφικές μηχανές και τα καλώδια οπτικών ινών.
Βοήθησε επίσης να τεθούν τα θεμέλια για τις τρέχουσες προσπάθειες κατασκευής ενός κβαντικού υπολογιστή, μιας συσκευής που θα μπορούσε να υπολογίζει και να επεξεργάζεται πληροφορίες με ταχύτητες που δεν θα ήταν δυνατές με τους κλασικούς υπολογιστές.
Ο John M. Martinis σπούδασε φυσική από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Μπέρκλεϊ, αποκτώντας το πτυχίο του το 1980 και το διδακτορικό του το 1987. Κατά τη διάρκεια των διδακτορικών του σπουδών, εργάστηκε στο εργαστήριο του Δρ. Clarke, όπου γνώρισε τον Δρ. Devoret.
Τα πειράματα που κέρδισαν το νόμπελ Φυσικής
Οι τρεις επιστήμονες αναγνωρίστηκαν για μια σειρά πειραμάτων που διεξήχθησαν το 1984 και το 1985, κατά τα οποία απέδειξαν την ύπαρξη δύο κβαντικών φαινομένων σε ένα σύστημα ορατό στο ανθρώπινο μάτι.
Με κίνητρο τις θεωρητικές προβλέψεις, οι Clarke, Devoret και Martinis προσπάθησαν να αποδείξουν ότι τα φαινόμενα της κβαντικής μηχανικής μπορούσαν να εκδηλωθούν σε μακροσκοπικά συστήματα ανθρώπινης κλίμακας, πέρα από την υποατομική κλίμακα, όπου τότε θεωρούταν ότι περιορίζονταν τα κβαντικά φαινόμενα.
Σχεδίασαν ένα πείραμα, χρησιμοποιώντας ένα υπεραγώγιμο κύκλωμα υψηλής ακρίβειας, που ψύχθηκε σε θερμοκρασία κοντά στο απόλυτο μηδέν, το οποίο ενσωμάτωνε μια σύνδεση Josephson, ένα μονωτικό στρώμα τοποθετημένο μεταξύ δύο υπεραγωγών.
Κατά την διάρκεια των πειραμάτων τους, ένα μεγάλο σύνολο ηλεκτρονίων περιορίστηκε σε μια συγκεκριμένη ενεργειακή κατάσταση, και στην συνέχεια το σύστημα υπέστη μακροσκοπικό κβαντικό φαινόμενο σήραγγας (MQT) από μια κατάσταση μηδενικής τάσης.
Η μετάβαση αυτή παρήγαγε μετρήσιμη τάση, παρέχοντας άμεση απόδειξη της κβαντικής συμπεριφοράς σε ένα σύστημα πολύ μεγαλύτερο από τον υποατομικό κόσμο.
Ο John M. Martinis κοιμόταν όταν έγινε γνωστή η είδηση για το Νόμπελ Φυσικής
Σε τηλεφωνική συνέντευξη, ο Δρ. Martinis εξήγησε ότι είχε πάει για ύπνο νωρίς το βράδυ πριν από την ανακοίνωση, αλλά η σύζυγός του είχε μείνει ξύπνια μέχρι αργά. Γύρω στις 3 τα ξημερώματα, άρχισε να δέχεται μια σειρά από τηλεφωνήματα.
«Η σύζυγός μου είναι πολύ καλή μαζί μου, οπότε δεν με ξύπνησε για μερικές ώρες, επειδή ήξερε ότι χρειαζόμουν τον ύπνο μου», είπε ο Δρ. Martinis. «Έκανε το σωστό» συμπλήρωσε ο ίδιος.
Ο John M. Martinis ολοκλήρωσε μεταδιδακτορικές υποτροφίες στη Γαλλία, στην Alternative Energies and Atomic Energy Commission (Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives, CEA) και στις Ηνωμένες Πολιτείες, στο National Institute of Standards and Technology.
Το 2004, η ακαδημαϊκή του πορεία τον οδήγησε στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, στη Σάντα Μπάρμπαρα, όπου αργότερα κατείχε την έδρα Worster στην Πειραματική Φυσική. Το 2014, αυτός και η ομάδα του εντάχθηκαν στο Google Quantum AI Lab για να εργαστούν στην ανάπτυξη ενός λειτουργικού κβαντικού υπολογιστή.
Λίγα χρόνια αργότερα, η ομάδα του πραγματοποίησε αυτό που θεωρείται η πρώτη επιτυχημένη επίδειξη, κατά την οποία ένας κβαντικός υπολογιστής ξεπέρασε σε απόδοση έναν κλασικό υπολογιστή, τροφοδοτώντας ένα φαινόμενο γνωστό ως κβαντική υπεροχή.
