Clarke, Professor Emérito da Escola de Pós-Graduação da Universidade da Califórnia em Berkeley, concluiu sua graduação e doutorado em Cambridge. Ele nasceu em Cambridge e estudou na Perse School com uma bolsa acadêmica antes de ingressar no Christ's College como aluno de graduação em Ciências Naturais.

Clarke ingressou no Darwin College para fazer seu doutorado, concluído em 1968 no Laboratório Cavendish. Sua pesquisa se baseia na teoria, no projeto e nas aplicações de dispositivos supercondutores de interferência quântica (SQUIDs), que são detectores ultrassensíveis de fluxo magnético.

“John Clarke, juntamente com Michel Devoret e John Martinis, abriu caminho para as tecnologias quânticas atuais baseadas em qubits supercondutores, colocando fenômenos quânticos fundamentais em ação em dispositivos reais”, disse o Professor Mete Atatüre, Chefe do Laboratório Cavendish. “Brian Josephson – outro ganhador do Prêmio Nobel Cavendish – foi o primeiro a propor o conceito de uma nova fase quântica resultante do tunelamento entre dois supercondutores. O trabalho de doutorado de John Clarke no Laboratório Cavendish demonstrou o princípio operacional do que chamamos de Junção Josephson supercondutor-supercondutor normal (SNS) – essencialmente o coração de todos os qubits supercondutores atuais. Devoret e Martinis lideraram a tradução desse conceito fundamental da física quântica para o que a computação quântica supercondutora é hoje. Estou, é claro, emocionado com o anúncio merecido de hoje.”

Uma questão importante na física é o tamanho máximo de um sistema capaz de demonstrar efeitos mecânicos quânticos. Clarke, Devoret e Martinis conduziram experimentos com um circuito elétrico no qual demonstraram tanto o tunelamento mecânico quântico quanto os níveis de energia quantizados em um sistema grande o suficiente para ser segurado na mão.

A mecânica quântica permite que uma partícula atravesse uma barreira diretamente, usando um processo chamado tunelamento. Assim que um grande número de partículas está envolvido, os efeitos da mecânica quântica geralmente se tornam insignificantes. Os experimentos dos laureados demonstraram que as propriedades da mecânica quântica podem ser concretizadas em escala macroscópica.

Em 1984 e 1985, Clarke, Devoret e Martinis conduziram uma série de experimentos com um circuito eletrônico construído com supercondutores, componentes capazes de conduzir corrente sem resistência elétrica. No circuito, os componentes supercondutores eram separados por uma fina camada de material não condutor, uma configuração conhecida como junção de Josephson. Ao refinar e medir todas as propriedades do circuito, eles conseguiram controlar e explorar os fenômenos que surgiam quando uma corrente elétrica passava por ele. Juntas, as partículas carregadas que se moviam através do supercondutor formavam um sistema que se comportava como se fossem uma única partícula que preenchia todo o circuito.

Este sistema macroscópico, semelhante a uma partícula, encontra-se inicialmente em um estado em que a corrente flui sem qualquer voltagem. O sistema fica preso nesse estado, como se estivesse atrás de uma barreira que não pode atravessar. No experimento, o sistema demonstra seu caráter quântico ao conseguir escapar do estado de voltagem zero por meio de tunelamento. A mudança de estado do sistema é detectada pelo aparecimento de uma voltagem.

Os laureados também puderam demonstrar que o sistema se comporta da maneira prevista pela mecânica quântica: ele é quantizado, o que significa que ele apenas absorve ou emite quantidades específicas de energia.

A Professora Deborah Prentice, Vice-Reitora da Universidade de Cambridge, disse: "Parabéns ao ex-aluno de Cambridge, Professor Clarke, por ter sido premiado conjuntamente com o Prêmio Nobel de Física deste ano por sua pesquisa sobre tunelamento mecânico quântico. Ele não apenas cresceu nesta cidade incrível, como também estudou aqui desde a graduação até o doutorado."

Clarke manteve sua afiliação ativa com Cambridge ao longo dos anos, retornando diversas vezes, incluindo em 1972, quando foi eleito membro da Christ's, em 1989, quando foi membro visitante do Clare Hall, e em 1998, quando foi eleito membro associado do Churchill College. Recebeu o título de Doutor em Ciências pela universidade em 2003 e foi eleito membro honorário do Darwin College em 2023.

John Clarke é o 126º membro da Universidade de Cambridge a receber o Prêmio Nobel .