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Naoki Mizunuma cimentó su lugar en la historia de Japón en los Campeonatos del Mundo de Budapest 2022.
Ningún compatriota había subido al podio de los 100 metros mariposa en las 18 ediciones de los campeonatos mundiales desde que se celebraron por primera vez en Belgrado en 1973. Naoki terminó con esa estadística en la capital húngara al remontar desde la octava posición a mitad de la prueba para superar a todos los demás competidores, salvo al vencedor, Kristof Milak, y hacerse con la plata.
Antes había conseguido un récord nacional de 50.81 en semifinales, donde se convirtió en el primer japonés que superaba la barrera de los 51 segundos. Tras colgarse la primera medalla internacional absoluta de su carrera, Naoki declaró: «Estaba un poco nervioso antes de la carrera, pero estoy muy contento de llevarme una medalla».
Su gesta llegó junto a otro momento histórico, ya que Milak se convirtió en el tercer hombre que completaba el doblete 100/200 mariposa en un mismo Campeonato del Mundo, uniéndose así a Michael Phelps y Chad le Clos en un club exclusivo. «Estoy muy contento de formar parte de un momento para recordar», declaró. «Con un tiempo, además, por debajo de los 51 segundos».
Al año siguiente, Naoki terminó cuarto en los 100 mariposa de los Juegos Asiáticos, al tiempo que lograba una medalla de bronce tras nadar las preliminares del relevo masculino 4x100 metros estilos, mientras Japón terminaba tercero en la final.
En marzo de 2024 fue nombrado capitán del equipo olímpico japonés de natación en París 2024, en los que serán sus segundos Juegos tras el debut en Tokio. «Es la primera vez que soy capitán del equipo nacional», declaró al Daily Japan. «Hay muchos nadadores jóvenes, así que quiero ser capaz de comunicarme eficazmente con ellos. Espero que podamos crear un equipo en el que todos se sientan cómodos».