标题: 2025诺贝尔物理学奖：他们发现了巨观量子穿隧效应，奠定了量子科技的基础！克 拉克、德沃雷、马丁尼斯三人同获殊荣 新闻来源: https://www.storm.mg/article/11072491 风传媒 国际中心 https://pbs.twimg.com/media/G2phZ0HXYAAxm4V.jpg https://i.imgur.com/w7qv7hR.png 2025诺贝尔物理学奖得主John Clarke、Michel H. Devoret、John M. Martinis。（翻摄 诺贝尔奖官网） 斯德哥尔摩瑞典皇家科学院7日公布2025年的诺贝尔物理学奖，由美国学者克拉克（John Clarke）、米歇尔·德沃雷（Michel H. Devoret）与约翰・马丁尼斯（John M. Martinis）同获殊荣，诺奖委员会称其因「发现电路中的巨观量子力学穿隧效应与能量的 量子化」获奖。 今年的三位物理学奖得主其实分别出生於英国剑桥、法国巴黎与美国，三人分别是剑桥大 学博士、巴黎第十一大学博士跟加州大学柏克莱分校博士。不过这三位物理学大师如今都 在美国任教，克拉克在加州大学柏克莱分校、德沃雷在耶鲁跟加州大学圣塔芭芭拉分校、 马丁尼斯也是加大圣塔芭芭拉分校教授。 众所周知，量子力学是解释微观世界的物理学，但这个微观到底要多微小呢？我们又如何 可能在这个巨观世界应用甚至操控量子力学呢？根据诺奖委员会的新闻稿，约翰·克拉克 、米歇尔·德沃雷和约翰·马丁尼斯1984年起利用由超导体构成的电路进行了一系列实验 。超导体是一种在极低温下电阻会完全消失的神奇材料，在他们所设计的电路中，超导元 件被一层薄薄的非导电材料隔开，透过改进和测量电路的各种特性，使其能够控制和探索 电流通过时产生的现象。带电粒子在超导体中移动，共同构成了一个系统，其行为就像一 个充满整个电路的单一粒子。 这个巨观粒子系统原本处於一种无电压、有电流流动的状态。系统被困在这种状态，彷佛 被一道无法逾越的能量障壁（即「约瑟夫森接面」，Josephson Junction）所阻挡。按照 古典物理学的逻辑，如果电流的能量不足，它们应该会被这道墙完全挡住，但实验结果却 让整个物理学界为之震动。三位物理学家观测到，即使在能量不足的情况下，整个系统依 然成功「逃脱」了被困住的零电压状态，产生了电压。这意味着，构成电流的、数量庞大 的「宏观粒子」展现了纯粹的量子行为，以穿隧效应的形式，整体「钻」过了那道能量障 壁。 这意味着长久以来，量子力学那些令人脑洞大开的现象——例如波粒二象性、量子纠缠、 量子穿隧——似乎只是属於原子、电子等微小存在的专利。然而今年的诺贝尔物理学奖得 主，却以巨观粒子系统，彻底颠覆了这个传统认知，这也是人类第一次在肉眼可见（尽管 是透过仪器测量）的宏观系统中，观测到量子穿隧效应。而且三位桂冠得主的贡献不止於 此。他们不仅证明了「宏观穿隧」的可能性，更进一步验证了这个宏观系统的另一个关键 量子特性：「能量量子化」（Quantised Energy Levels）。 在我们的宏观世界里，能量的变化是连续的。你可以将车速从时速50公里，平滑地加速到 50.1、50.2公里。但在量子世界，能量的吸收或释放，更像是上下楼梯，只能一阶一阶地 跳、不能停留在两阶之间。一个系统只能处於某些特定的、不连续的能量状态上。透过对 超导电路进行精密的测量与控制，三位科学家证实这个「宏观粒子」系统在与外界交换能 量时，只会吸收或放出特定大小的能量「包裹」，其行为模式与量子力学的预测完全吻合 。这无疑证明了该系统并非某种古典物理的巧合，而是展现了量子力学的特性。 克拉克、德沃雷与马丁尼斯的研究，等於开启了量子技术的大门，实现了对宏观量子系统 的「主动操控能力」，这也正是未来量子科技的核心。诺贝尔物理学奖委员会主席奥勒· 埃里克森表示：「能够庆祝百年量子力学不断带来新的惊喜，真是太棒了，因为量子力学 是所有数位技术的基础。」诺奖委员会指出，电脑晶片中的电晶体是成熟运用量子技术的 一个例子。今年的诺贝尔物理学奖更为开发下一代量子技术提供了基石，也包括量子密码 学、量子电脑和量子感测器等新兴领域。 从1901年至2024年，诺贝尔物理学奖已颁发118次，共有226位得主。人工智慧先驱约翰· 霍普菲尔德（John Hopfield）和杰弗里·辛顿（Geoffrey Hinton）去年因奠定机器学习 的基石，共同荣获物理学奖。至於历来最年轻的诺贝尔物理学奖得主，首推1915年以「藉 由X光分析晶体结构」获奖的劳伦斯·布拉格（Lawrence Bragg，时年25岁），最年长的 获奖者则是2018年得主亚瑟·艾许金（Arthur Ashkin，时年96岁），得奖理由是「发明 光镊及其在生物系统中的应用」。 玛丽·E·布朗柯（Mary E. Brunkow）、弗雷德·蓝斯德尔（Fred Ramsdell）和坂口志 文博士因发现免疫系统如何攻击细菌而不是我们自己的身体，共同获得今年的诺贝尔生理 学或医学奖。接下来陆续公布的是化学奖（8日）、文学奖（9日）、和平奖（10日）、经 济学奖则是13日。至於颁奖典礼则将於12月10日举行，这一天也是诺贝尔奖创始人阿尔弗 雷德·诺贝尔（Alfred Nobel）的忌日。 -- 长亭外，古道边，芳草碧连天。晚风拂柳笛声残，夕阳山外山。 天之涯，地之角，知交半零落。一壶浊酒尽余欢，今宵别梦寒。 长亭外，古道边，芳草碧连天。问君此去几时还，来时莫徘徊。 天之涯，地之角，知交半零落。人生难得是欢聚，惟有别离多。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——【现代】李叔同《送别》 --

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