2025年诺贝尔物理学奖揭晓，量子计算/量子加密/量子传感器迎发展新契机

2025 年诺贝尔物理学奖授予 John Clarke、Michel H. Devoret 和 John M. Martinis，以表彰其在电路中发现宏观量子力学隧穿（tunnelling）效应和能量量子化。

对于已经发展百年的量子力学摘冠这一重量级奖项，诺贝尔物理学奖评审委员会主席 Olle Eriksson 表示，「量子力学同样极具实用价值，因为它是所有数字技术的基础」。

另外值得关注的是，官方文件中提到，「今年的诺贝尔物理学奖为下一代量子技术的发展提供了新的契机，包括量子加密、量子计算机和量子传感器等领域」。

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。

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（康涅狄格州纽黑文）及加州大学圣塔芭芭拉分校教授。

John M. Martinis 出生于 1958 年，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。

1984 年至 1985 年间，John Clarke、Michel H. Devoret 和 John M. Martinis 利用由超导体构成的电子电路开展了一系列实验。在该电路中，超导元件之间隔着一层极薄的非导电材料，这种结构被称为约瑟夫森结（Josephson junction）。通过精确调控并测量电路的各种特性，他们得以控制并探索当电流通过电路时所出现的现象。流经超导体的带电粒子共同组成了一个系统，这个系统表现得仿佛是一个充满整个电路的单一粒子。

这个宏观粒子状系统最初处于一种无需电压即可导电的状态。系统被困在此状态中，仿佛被一道无法跨越的屏障阻隔。然而，在实验中，该系统展现出其量子特性——它通过隧穿效应成功「逃离」零电压状态，其状态变化可通过电压的出现被检测到。

三位获奖者还证明该系统遵循量子力学预测的行为模式——其能量呈现量子化特征，即仅能吸收或释放特定能量值。

（注：资料来源于诺贝尔奖官网）

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