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虎扑10月07日讯 瑞典皇家科学院决定将 2025 年物理学诺贝尔奖授予三人，，以表彰他们“在电路中发现了宏观量子力学隧穿与能量量子化现象”：

约翰・克拉克（John Clarke），美国加州大学伯克利分校；

米歇尔・H・德沃雷（Michel H. Devoret），美国耶鲁大学及加州大学圣塔芭芭拉分校；

约翰・M・马蒂尼斯（John M. Martinis），美国加州大学圣塔芭芭拉分校。

简单来说，他们通过一系列实验证明，量子世界的奇异特性可以在一个大到可以握在手中的系统中具体化。

2025 年物理学诺贝尔奖奖金为 1100 万瑞典克朗（现汇率约合 832.35 万元人民币），由获奖者平分。

诺贝尔委员会指出，这三位获奖者的实验在一块芯片上展现了量子物理的实际效应，回答了物理学中的一个重要问题：量子力学效应能否在宏观系统中被观测到？

他们通过实验验证，即使是由大量粒子组成、可用手掌握持的电路系统，也能呈现出量子隧穿和能量量子化等量子行为。

量子隧穿是指粒子能够“穿过”原本无法跨越的势垒。然而，通常当系统包含大量粒子时，这种量子效应会迅速消失。三位科学家的研究证明，量子特性可以在宏观尺度上被精确呈现。

超导电路中的宏观量子实验

1984 年至 1985 年间，克拉克、德沃雷和马蒂尼斯三人使用超导材料构建了一种特殊电子电路。电路中，两个超导元件之间由一层极薄的绝缘材料隔开，形成所谓“约瑟夫森结”（Josephson junction）。这种结构可在无电阻的情况下导电。

研究人员通过精确控制电路参数，观察到当电流通过时，电荷在整个超导系统中表现得如同一个填满电路的单一“宏观粒子”。

起初，该系统处于“零电压”状态，电流流动但没有电压，似乎被困在无法跨越的能量势垒后。实验显示，该系统可通过量子隧穿“跃出”这一状态，产生可测量的电压信号，从而体现出其量子特性。

研究团队还进一步证实，这个系统的能量是量子化的 —— 即它只能吸收或释放特定量的能量，完全符合量子力学的理论预测。

百年量子理论的再度突破

诺贝尔物理学委员会主席奥勒・埃里克森（Olle Eriksson）表示：“能够庆祝百年量子力学持续带来新惊喜，令人振奋。量子力学不仅深具科学意义，也是所有数字技术的基础。”

他指出，晶体管等现代计算机微芯片中的元件，本身就是基于量子原理的成熟技术。此次获奖成果为下一代量子技术 —— 包括量子加密、量子计算与量子传感 —— 奠定了重要的实验基础。

获奖者简介：

约翰・克拉克（John Clarke），1942 年生于英国剑桥，1968 年获英国剑桥大学博士学位，现任美国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 年获法国巴黎南大学博士学位，现任美国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 年获美国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。

过去5年的诺贝尔物理学奖获得者：

2024年诺贝尔物理学奖授予美国科学家约翰·霍普菲尔德和英国裔加拿大科学家杰弗里·欣顿，以表彰他们在使用人工神经网络的机器学习方面的基础性发现和发明。

2023年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶，以表彰他们将产生阿秒光脉冲的实验方法用于研究物质的电子动力学。

2022年诺贝尔物理学奖授予法国科学家阿兰·阿斯佩、美国科学家约翰·克劳泽、奥地利科学家安东·蔡林格，以表彰他们为纠缠光子实验、证明违反贝尔不等式和开创量子信息科学所作出的贡献。

2021年诺贝尔物理学奖授予日裔美籍科学家真锅淑郎和德国科学家克劳斯·阿塞尔曼，以表彰他们“对地球气候的物理建模、量化可变性和可靠地预测全球变暖”的贡献，另一半授予意大利科学家乔治·帕里西，表彰他发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落之间的相互影响。

2020年诺贝尔物理学奖一半授予罗杰·彭罗斯，另一半共同授予莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹。罗杰·彭罗斯因发现黑洞的形成是广义相对论的有力预测而获奖，莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹则因在银河系中心发现了一个超大质量的致密天体而获奖。

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