巨視的量子現象の解明:2025年ノーベル物理学賞が拓く新たな現実の様相

2025年のノーベル物理学賞は、ジョン・クラーク氏、ミシェル・H・デヴォレ氏、そしてジョン・M・マルティニス氏の三氏に授与されることが決定しました。この栄誉は、「電気回路における巨視的な量子力学的トンネル効果とエネルギーの量子化の発見」という、物理学の根幹に関わる偉業に対するものです。彼らの探求は、かつては極小の世界の現象と見なされていた量子力学の原理が、より大きな、我々の手に触れられるスケールでも顕在化し得ることを、超伝導回路を用いた実験によって明確に示した点にあります。この発見は、次世代の技術体系を築くための礎石となりました。

クラーク氏はカリフォルニア大学バークレー校の名誉教授(83歳)、デヴォレ氏はイェール大学とカリフォルニア大学サンタバーバラ校の教授(72歳)、マルティニス氏はカリフォルニア大学サンタバーバラ校の教授(67歳)として、それぞれの知見を結集させました。彼らの共同研究は1980年代半ばに遡り、特にジョセフソン接合と呼ばれる超伝導デバイスを用いた実験が核心を成します。この接合部において、電子が本来乗り越えられないはずのエネルギーの壁をすり抜ける「トンネル効果」が、マクロな系で観測されたのです。さらに、エネルギーの授受が連続的ではなく、階段状の離散的な「パッケージ」としてのみ行われる「エネルギーの量子化」も実証されました。

この研究の意義は、量子力学がミクロの領域にのみ存在するものではなく、工学的な応用が可能な領域へとその境界を押し広げた点にあります。この成果は、量子コンピューター、高感度な量子センサー、そして安全な暗号通信システムといった、未来を形作る技術群の実現に直接的な道筋をつけました。ノーベル委員会も、現代の高度な技術の多くが量子力学に依拠していることを強調しています。

特筆すべきは、この研究が量子ビットを「人工原子」として扱う可能性を開いたことです。マルティニス氏は、後にGoogleの量子コンピューティングプロジェクトを主導し、2019年には「量子超越性」の実証にも成功しています。また、クラーク氏の研究した超伝導量子干渉素子(SQUID)は、医療分野、例えば脳磁計の開発にも応用され、非侵襲的な生体計測を可能にしました。これは、基礎科学の探求が、生命や社会の理解を深めるという、より広範な領域へと波及する好例と言えます。

授賞式は2025年12月10日にストックホルムで執り行われる予定です。この偉業は、我々が世界を認識する枠組みが、より深いレベルで繋がっていることを示唆しています。現象の背後にある法則を解き明かすことは、目の前の課題を乗り越えるための新たな視点と、協調的な技術革新の可能性を私たち一人ひとりに提供するのです。この発見は、量子力学が誕生して約100年という節目に、その探求が新たな現実の扉を開いたことを象徴しています。

ソース元

  • The Tribune

  • Nobel Prize in Physics 2025 - NobelPrize.org

  • Nobel Prize in physics awarded to 3 University of California faculty | University of California

  • John Clarke, Michel Devoret, John Martinis win physics Nobel Prize - The Washington Post

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