2025年诺贝尔物理学奖授予在宏观量子隧穿和能量量子化领域做出开创性贡献的科学家

编辑者: Vera Mo

2023年10月3日,瑞典皇家科学院宣布将诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克(John Clarke)、米歇尔·H·德沃雷特(Michel H. Devoret)和约翰·M·马丁尼斯(John M. Martinis)。该奖项旨在表彰他们在“宏观量子隧穿和能量量子化在电路中的发现”方面所做的开创性贡献。这项殊荣肯定了他们通过实验证明了此前仅在亚原子层面观察到的量子现象,能够在宏观系统中显现。

这项突破性研究为量子计算、量子密码学和超灵敏传感器等前沿技术的发展奠定了坚实基础。三位获奖者将分享1100万瑞典克朗(约合100多万欧元)的奖金。

约翰·克拉克,1942年出生于英国剑桥,是加州大学伯克利分校的荣誉退休物理学教授。他的职业生涯专注于超导体的量子特性研究,其进行的实验对于理解和应用宏观系统中的量子力学至关重要。 他与德沃雷特和马丁尼斯在20世纪80年代的实验,首次在宏观尺度上展示了量子隧穿和能量量子化的现象,这为当今许多量子计算机的核心部件——量子比特(qubits)奠定了基础。 他的研究还包括超灵敏探测器SQUIDs(超导量子干涉仪)的开发与应用,这些设备在寻找暗物质候选者轴子(axion)等领域发挥着重要作用。

米歇尔·德沃雷特,法国巴黎人,在巴黎第十一大学获得博士学位,曾任教于耶鲁大学和加州大学圣巴巴拉分校。他与克拉克和马丁尼斯在加州大学伯克利分校的合作,对于在宏观电路中观察到量子隧穿现象起到了关键作用。 德沃雷特教授是耶鲁大学应用物理学荣誉退休教授,他的工作揭示了量子物理在电路中的作用,为构建“人造原子”铺平了道路,并最终导向了我们今天看到的量子计算研究。 他的研究重点是实验凝聚态物理,特别是“量子电子学”(quantronics),即电子在介观尺度上的量子效应。

约翰·马丁尼斯,1958年出生,获得加州大学伯克利分校博士学位,曾是加州大学圣巴巴拉分校的物理学教授。他在构建和精调实验装置方面的工作,对于超导电路大规模展现量子特性至关重要。 马丁尼斯博士在博士期间,深入研究了约瑟夫森结(Josephson junction)两端相位差这一宏观变量的量子行为,他的导师正是约翰·克拉克。 他与德沃雷特和克拉克在1985年发表的关于约瑟夫森结量子行为的分析,为后来的超导量子计算奠定了基础。 马丁尼斯及其团队在2014年被谷歌聘用,致力于构建实用的量子计算机,并在2019年展示了使用53量子比特的量子计算机实现了“量子优越性”。他目前是Google量子人工智能的首席科学家。

这项诺贝尔奖的获得,不仅彰显了基础物理研究的深远意义,也预示着量子技术在未来将带来更多颠覆性的变革。 量子力学作为一门近百年的学科,至今仍不断带来惊喜,并且是所有数字技术的基石。 从智能手机到未来的量子计算机,这项基础研究的成果已深刻地影响着我们的日常生活和科技发展方向。 宏观量子隧穿和能量量子化的发现,使得科学家们能够以前所未有的方式探索和利用量子世界的奇妙特性,为解决复杂计算问题和开发新型传感技术开辟了新的可能性。

来源

  • infobae

  • Nobel Prize in Physics 2025

  • John Clarke, Michel Devoret and John Martinis win the 2025 Nobel Prize for Physics

  • Meet Clarke, Devoret and Martinis — the 2025 Nobel laureates who brought quantum tunnelling to life

  • Nobel Prize In Physics 2025: John Clarke, Michel Devoret And John Martinis Get Nobel Prize In Physics

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