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2025年诺贝尔物理学奖揭晓:三名科学家获奖,因在量子力学领域贡献显著
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2025 年度诺贝尔物理学奖揭晓。

当地时间 10 月 7 日,瑞典皇家科学院决定将 2025 年诺贝尔物理学奖授予科学家约翰 · 克拉克 ( John Clarke ) 、麦克 · H · 德沃雷特 ( Michel H. Devoret ) 、约翰 · M · 马蒂尼 ( John M. Martinis ) ,以表彰他们 " 发现电路中的宏观量子力学隧穿和能量量化 "。获奖者将平分 1100 万瑞典克朗(约合 836 万元人民币)奖金。

官网信息显示,约翰 · 克拉克于 1942 年出生于英国剑桥。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。

麦克 · H · 德沃雷特于 1953 年出生于法国巴黎。1982 年获法国巴黎第十一大学博士学位。现任耶鲁大学和美国加州大学圣巴巴拉分校教授。

约翰 · M · 马蒂尼,1958 年生,1987 年获美国加州大学伯克利分校博士学位。现任美国加州大学圣巴巴拉分校教授。

诺贝尔基金会发布的新闻稿全文如下:

他们在芯片上的实验揭示了量子物理学的作用

物理学中的一个重大问题是,能够展现量子力学效应的系统的最大尺寸是多少。今年的诺贝尔奖获得者用电路进行了实验,在这个足够大、可以用手握住的系统中,他们展示了量子力学隧穿和量子化能级。

量子力学允许粒子通过一种被称为隧穿的过程直接穿过屏障。一旦涉及大量粒子,量子力学效应通常变得微不足道。获奖者的实验证明,量子力学性质可以在宏观尺度上得到具体体现。

1984 年和 1985 年,约翰 · 克拉克、米歇尔 · H · 德沃雷和约翰 · M · 马丁尼斯用由超导体构建的电子电路进行了一系列实验,超导体是可以无电阻导电的组件。在电路中,超导组件被一层薄的非导电材料分隔开,这种设置被称为约瑟夫森结。通过完善和测量电路的各种性质,他们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,它们共同构成了一个系统,其行为就像是一个填满整个电路的单一粒子。

这个宏观的类粒子系统最初处于电流流动但没有电压的状态。系统被困在这种状态中,就像被困在一个无法跨越的屏障后面。在实验中,系统通过隧穿设法逃离零电压状态,展现了其量子特性。系统状态的改变通过电压的出现被检测到。

获奖者还能证明该系统按照量子力学预测的方式运行——它是量子化的,意味着它只吸收或发射特定数量的能量。

" 能够庆祝百年历史的量子力学不断带来新惊喜,这是很棒的。这也是极其有用的,因为量子力学是所有数字技术的基础," 诺贝尔物理学委员会主席奥勒 · 埃里克松说。

计算机微芯片中的晶体管就是我们身边成熟量子技术的一个例子。今年的诺贝尔物理学奖为开发下一代量子技术提供了机会,包括量子密码学、量子计算机和量子传感器。

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