两位加大教授荣获2025年诺贝尔物理学奖


两位加州大学圣塔芭芭拉分校教授荣获2025年诺贝尔物理学奖

【洛杉矶讯】

瑞典皇家科学院(The Royal Swedish Academy of Sciences)本周宣布,将2025年诺贝尔物理学奖授予三位物理学家——加州大学伯克利分校教授约翰·克拉克(John Clarke)、加州大学圣塔芭芭拉分校教授约翰·M·马蒂尼斯(John M. Martinis)以及耶鲁大学与加州大学圣塔芭芭拉分校教授米歇尔·H·德沃雷(Michel H. Devoret),以表彰他们在“电路中发现宏观量子隧穿效应与能量量子化现象”的突破性贡献。三人将共享1100万瑞典克朗(约合100万美元)的奖金。

芯片上的量子奇迹:让“看不见的世界”变得可见

三位获奖者在1984年至1985年间进行的一系列实验,首次在一个可以“手握”的电子电路中,展示了量子力学现象——量子隧穿(quantum tunnelling)与能量量子化(energy quantisation)。
这一成果回答了物理学界的核心问题:量子效应能否存在于宏观系统中?

实验中,研究团队使用超导材料(能无阻传导电流的金属)制作了电路,并在其中加入一层极薄的非导电层,形成所谓的约瑟夫森结(Josephson junction)。他们发现,当电流通过时,系统中数十亿个电子可以像“一个整体粒子”那样协同运动,表现出量子特性。

起初,系统处于电流流动但无电压的稳定状态,就像一个被困在能量谷中的粒子。随后,系统通过量子隧穿“跃过”能量障碍,从零电压状态跳到另一状态,其变化可通过电压信号检测到。研究还进一步证实,该系统严格遵循量子力学定律,只能吸收或释放特定数量的能量。

从微观到宏观:量子世界的扩展

瑞典皇家科学院在声明中指出,这一研究“使量子力学的概念在宏观世界中得以具体呈现”。
诺贝尔物理学奖评审委员会主席**奥勒·埃里克松(Olle Eriksson)**表示:“量子力学诞生已逾百年,仍不断带来新的惊喜与应用。它不仅神秘,更极其实用——毕竟,现代数字科技的根基正是量子力学。”

奠定量子科技新纪元

三位科学家的实验被认为是量子科技时代的起点,为量子计算机、量子传感器以及量子通信的开发奠定了基础。
正如传统晶体管推动了现代计算机革命,他们的研究成果将为“下一代量子技术”打开新大门,包括量子加密通信、超高灵敏度测量与前所未有的计算能力。

获奖者简介

  • 约翰·克拉克(John Clarke):1942年生于英国剑桥,1968年获剑桥大学博士学位,现任加州大学伯克利分校教授。

  • 米歇尔·H·德沃雷(Michel H. Devoret):1953年生于法国巴黎,1982年获巴黎南大学博士学位,现为耶鲁大学及加州大学圣塔芭芭拉分校教授。

  • 约翰·M·马蒂尼斯(John M. Martinis):1958年出生,1987年获加州大学伯克利分校博士学位,现任加州大学圣塔芭芭拉分校教授,并担任洛杉矶Qolab公司首席技术官。

瑞典皇家科学院成立于1739年,是独立的学术机构,致力于推动科学研究与加强科学在社会中的影响力。学院尤其重视自然科学与数学的发展,并积极促进跨学科思想交流。

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