三名物理学家因量子突破荣获 2025 年诺贝尔奖

瑞典皇家科学院宣布周二该奖项表彰了这三人“发现了电路中的宏观量子力学隧道效应和能量量子化”。

他们在 20 世纪 80 年代的开创性工作表明，量子力学的奇异原理（通常只在原子和微小粒子中出现）在适当的条件下也适用于更大的人造系统。

量子效应对人类的影响

量子隧道效应是物理学中最奇怪的效应之一：它允许粒子滑过屏障，而根据经典逻辑，这些屏障本应阻止它们。克拉克、德沃雷特和马蒂尼斯建造了一个冷却到接近绝对零的超导电路，这种量子现象可以出现在可测量的人造系统中。

通过使用约瑟夫森结（两个由薄绝缘体隔开的超导体），他们证明电流可以“隧道”穿过势垒，从而揭示宏观系统中明确的量子行为。更值得注意的是，正如理论预测的那样，电路也仅吸收和释放固定量或“量子”的能量。

诺贝尔物理学委员会主席奥勒·埃里克森 (Olle Eriksson) 在一份新闻声明中表示：“能够庆祝百年量子力学不断带来新惊喜的方式真是太棒了。它也非常有用，因为量子力学是所有数字技术的基础。”

为量子未来奠定基础

获奖者的开创性实验为超导量子电路铺平了道路，如今超导量子电路已成为构建量子计算机、量子传感器和安全量子通信系统的支柱。

量子计算机使用称为量子位的单位，可以同时存在于多种状态，使它们能够比经典计算机更快地处理大量信息并解决某些问题。

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当今领先的科技公司，包括谷歌和 IBM，都在建造世界上第一台实用量子计算机的竞赛中使用超导量子位——克拉克、德沃雷特和马蒂尼斯帮助发明的系统的直接后代。

除了计算之外，他们的发现还为开发下一代量子技术提供了机会，包括量子密码学、量子计算机和量子传感器。

“我生命中的惊喜”

出生于英国的加州大学伯克利分校教授约翰·克拉克在宣布这一消息后表示，他对这一荣誉“完全震惊”。

“当然，我从来没有以任何方式想到这可能成为诺贝尔奖的基础。温和地说，这是我一生中的惊喜，”克拉克在电话中告诉诺贝尔新闻发布会。 “手机工作的根本原因之一就是所有这些工作。”

他还赞扬了他的共同获奖者，说：“他们的贡献是压倒性的。”

法国出生的耶鲁大学教授、谷歌量子人工智能首席科学家米歇尔·德沃雷（Michel Devoret）和谷歌量子人工智能实验室前负责人约翰·马蒂尼斯（John Martinis）在2019年声称实现了“量子霸权”，对于获得诺贝尔奖同样感到惊讶和高兴。

为量子时代铺平道路 

三人将平分 1100 万瑞典克朗（约合 117 万美元）的奖金。瑞典国王将于 12 月 10 日阿尔弗雷德·诺贝尔逝世周年纪念日在斯德哥尔摩举行的仪式上赠送该作品。

今年的诺贝尔奖标志着一个转折点——庆祝量子理论如何从抽象科学跨越到现实世界的技术，为当今和未来的计算革命奠定了基础。