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虎撲10月07日訊 瑞典皇家科學(xué)院決定將 2025 年物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)授予三人，，板年布位以表彰他們“在電路中發(fā)現(xiàn)了宏觀量子力學(xué)隧穿與能量量子化現(xiàn)象”：

約翰?克拉克（John Clarke），諾貝美國加州大學(xué)伯克利分校；

米歇爾?H?德沃雷（Michel H. Devoret），爾物美國耶魯大學(xué)及加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校；

約翰?M?馬蒂尼斯（John M. Martinis），獎(jiǎng)公家因獎(jiǎng)美國加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校?？茖W(xué)

簡單來說，學(xué)突他們通過一系列實(shí)驗(yàn)證明，破獲量子世界的流言理學(xué)量力奇異特性可以在一個(gè)大到可以握在手中的系統(tǒng)中具體化。

2025 年物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)獎(jiǎng)金為 1100 萬瑞典克朗（現(xiàn)匯率約合 832.35 萬元人民幣），板年布位由獲獎(jiǎng)?wù)咂椒帧ＶZ貝

諾貝爾委員會(huì)指出，爾物這三位獲獎(jiǎng)?wù)叩莫?jiǎng)公家因獎(jiǎng)實(shí)驗(yàn)在一塊芯片上展現(xiàn)了量子物理的實(shí)際效應(yīng)，回答了物理學(xué)中的科學(xué)一個(gè)重要問題：量子力學(xué)效應(yīng)能否在宏觀系統(tǒng)中被觀測到？

他們通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，即使是學(xué)突由大量粒子組成、可用手掌握持的電路系統(tǒng)，也能呈現(xiàn)出量子隧穿和能量量子化等量子行為。

量子隧穿是指粒子能夠“穿過”原本無法跨越的勢壘。然而，通常當(dāng)系統(tǒng)包含大量粒子時(shí)，這種量子效應(yīng)會(huì)迅速消失。三位科學(xué)家的研究證明，量子特性可以在宏觀尺度上被精確呈現(xiàn)。

超導(dǎo)電路中的宏觀量子實(shí)驗(yàn)

1984 年至 1985 年間，克拉克、德沃雷和馬蒂尼斯三人使用超導(dǎo)材料構(gòu)建了一種特殊電子電路。電路中，兩個(gè)超導(dǎo)元件之間由一層極薄的絕緣材料隔開，形成所謂“約瑟夫森結(jié)”（Josephson junction）。這種結(jié)構(gòu)可在無電阻的情況下導(dǎo)電。

研究人員通過精確控制電路參數(shù)，觀察到當(dāng)電流通過時(shí)，電荷在整個(gè)超導(dǎo)系統(tǒng)中表現(xiàn)得如同一個(gè)填滿電路的單一“宏觀粒子”。

起初，該系統(tǒng)處于“零電壓”狀態(tài)，電流流動(dòng)但沒有電壓，似乎被困在無法跨越的能量勢壘后。實(shí)驗(yàn)顯示，該系統(tǒng)可通過量子隧穿“躍出”這一狀態(tài)，產(chǎn)生可測量的電壓信號(hào)，從而體現(xiàn)出其量子特性。

研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)一步證實(shí)，這個(gè)系統(tǒng)的能量是量子化的 —— 即它只能吸收或釋放特定量的能量，完全符合量子力學(xué)的理論預(yù)測。

百年量子理論的再度突破

諾貝爾物理學(xué)委員會(huì)主席奧勒?埃里克森（Olle Eriksson）表示：“能夠慶祝百年量子力學(xué)持續(xù)帶來新驚喜，令人振奮。量子力學(xué)不僅深具科學(xué)意義，也是所有數(shù)字技術(shù)的基礎(chǔ)?！?/p>

他指出，晶體管等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)微芯片中的元件，本身就是基于量子原理的成熟技術(shù)。此次獲獎(jiǎng)成果為下一代量子技術(shù) —— 包括量子加密、量子計(jì)算與量子傳感 —— 奠定了重要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

獲獎(jiǎng)?wù)吆喗椋?/p>

約翰?克拉克（John Clarke），1942 年生于英國劍橋，1968 年獲英國劍橋大學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任美國加州大學(xué)伯克利分校教授。

米歇爾?H?德沃雷（Michel H. Devoret），1953 年生于法國巴黎，1982 年獲法國巴黎南大學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任美國耶魯大學(xué)及加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校教授。

約翰?M?馬蒂尼斯（John M. Martinis），1958 年出生，1987 年獲美國加州大學(xué)伯克利分校博士學(xué)位，現(xiàn)任加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校教授。

過去5年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者：

2024年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予美國科學(xué)家約翰·霍普菲爾德和英國裔加拿大科學(xué)家杰弗里·欣頓，以表彰他們?cè)谑褂萌斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)方面的基礎(chǔ)性發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。

2023年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予皮埃爾·阿戈斯蒂尼、費(fèi)倫茨·克勞斯和安妮·呂利耶，以表彰他們將產(chǎn)生阿秒光脈沖的實(shí)驗(yàn)方法用于研究物質(zhì)的電子動(dòng)力學(xué)。

2022年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予法國科學(xué)家阿蘭·阿斯佩、美國科學(xué)家約翰·克勞澤、奧地利科學(xué)家安東·蔡林格，以表彰他們?yōu)榧m纏光子實(shí)驗(yàn)、證明違反貝爾不等式和開創(chuàng)量子信息科學(xué)所作出的貢獻(xiàn)。

2021年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予日裔美籍科學(xué)家真鍋淑郎和德國科學(xué)家克勞斯·阿塞爾曼，以表彰他們“對(duì)地球氣候的物理建模、量化可變性和可靠地預(yù)測全球變暖”的貢獻(xiàn)，另一半授予意大利科學(xué)家喬治·帕里西，表彰他發(fā)現(xiàn)了從原子到行星尺度的物理系統(tǒng)中無序和漲落之間的相互影響。

2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)一半授予羅杰·彭羅斯，另一半共同授予萊因哈德·根澤爾和安德里亞·格茲。羅杰·彭羅斯因發(fā)現(xiàn)黑洞的形成是廣義相對(duì)論的有力預(yù)測而獲獎(jiǎng)，萊因哈德·根澤爾和安德里亞·格茲則因在銀河系中心發(fā)現(xiàn)了一個(gè)超大質(zhì)量的致密天體而獲獎(jiǎng)。

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虎撲10月07日訊 瑞典皇家科學(xué)院決定將 2025 年物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)授予三人，，以表彰他們“在電路中發(fā)現(xiàn)了宏觀量子力學(xué)隧穿與能量量子化現(xiàn)象”：

約翰?克拉克（John Clarke），美國加州大學(xué)伯克利分校；

米歇爾?H?德沃雷（Michel H. Devoret），美國耶魯大學(xué)及加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校；

約翰?M?馬蒂尼斯（John M. Martinis），美國加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校。

簡單來說，他們通過一系列實(shí)驗(yàn)證明，量子世界的奇異特性可以在一個(gè)大到可以握在手中的系統(tǒng)中具體化。

2025 年物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)獎(jiǎng)金為 1100 萬瑞典克朗（現(xiàn)匯率約合 832.35 萬元人民幣），由獲獎(jiǎng)?wù)咂椒帧?/p>

諾貝爾委員會(huì)指出，這三位獲獎(jiǎng)?wù)叩膶?shí)驗(yàn)在一塊芯片上展現(xiàn)了量子物理的實(shí)際效應(yīng)，回答了物理學(xué)中的一個(gè)重要問題：量子力學(xué)效應(yīng)能否在宏觀系統(tǒng)中被觀測到？

他們通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，即使是由大量粒子組成、可用手掌握持的電路系統(tǒng)，也能呈現(xiàn)出量子隧穿和能量量子化等量子行為。

量子隧穿是指粒子能夠“穿過”原本無法跨越的勢壘。然而，通常當(dāng)系統(tǒng)包含大量粒子時(shí)，這種量子效應(yīng)會(huì)迅速消失。三位科學(xué)家的研究證明，量子特性可以在宏觀尺度上被精確呈現(xiàn)。

超導(dǎo)電路中的宏觀量子實(shí)驗(yàn)

1984 年至 1985 年間，克拉克、德沃雷和馬蒂尼斯三人使用超導(dǎo)材料構(gòu)建了一種特殊電子電路。電路中，兩個(gè)超導(dǎo)元件之間由一層極薄的絕緣材料隔開，形成所謂“約瑟夫森結(jié)”（Josephson junction）。這種結(jié)構(gòu)可在無電阻的情況下導(dǎo)電。

研究人員通過精確控制電路參數(shù)，觀察到當(dāng)電流通過時(shí)，電荷在整個(gè)超導(dǎo)系統(tǒng)中表現(xiàn)得如同一個(gè)填滿電路的單一“宏觀粒子”。

起初，該系統(tǒng)處于“零電壓”狀態(tài)，電流流動(dòng)但沒有電壓，似乎被困在無法跨越的能量勢壘后。實(shí)驗(yàn)顯示，該系統(tǒng)可通過量子隧穿“躍出”這一狀態(tài)，產(chǎn)生可測量的電壓信號(hào)，從而體現(xiàn)出其量子特性。

研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)一步證實(shí)，這個(gè)系統(tǒng)的能量是量子化的 —— 即它只能吸收或釋放特定量的能量，完全符合量子力學(xué)的理論預(yù)測。

百年量子理論的再度突破

諾貝爾物理學(xué)委員會(huì)主席奧勒?埃里克森（Olle Eriksson）表示：“能夠慶祝百年量子力學(xué)持續(xù)帶來新驚喜，令人振奮。量子力學(xué)不僅深具科學(xué)意義，也是所有數(shù)字技術(shù)的基礎(chǔ)?！?/p>

他指出，晶體管等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)微芯片中的元件，本身就是基于量子原理的成熟技術(shù)。此次獲獎(jiǎng)成果為下一代量子技術(shù) —— 包括量子加密、量子計(jì)算與量子傳感 —— 奠定了重要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

獲獎(jiǎng)?wù)吆喗椋?/p>

約翰?克拉克（John Clarke），1942 年生于英國劍橋，1968 年獲英國劍橋大學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任美國加州大學(xué)伯克利分校教授。

米歇爾?H?德沃雷（Michel H. Devoret），1953 年生于法國巴黎，1982 年獲法國巴黎南大學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任美國耶魯大學(xué)及加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校教授。

約翰?M?馬蒂尼斯（John M. Martinis），1958 年出生，1987 年獲美國加州大學(xué)伯克利分校博士學(xué)位，現(xiàn)任加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校教授。

過去5年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者：

2024年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予美國科學(xué)家約翰·霍普菲爾德和英國裔加拿大科學(xué)家杰弗里·欣頓，以表彰他們?cè)谑褂萌斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)方面的基礎(chǔ)性發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。

2023年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予皮埃爾·阿戈斯蒂尼、費(fèi)倫茨·克勞斯和安妮·呂利耶，以表彰他們將產(chǎn)生阿秒光脈沖的實(shí)驗(yàn)方法用于研究物質(zhì)的電子動(dòng)力學(xué)。

2022年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予法國科學(xué)家阿蘭·阿斯佩、美國科學(xué)家約翰·克勞澤、奧地利科學(xué)家安東·蔡林格，以表彰他們?yōu)榧m纏光子實(shí)驗(yàn)、證明違反貝爾不等式和開創(chuàng)量子信息科學(xué)所作出的貢獻(xiàn)。

2021年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予日裔美籍科學(xué)家真鍋淑郎和德國科學(xué)家克勞斯·阿塞爾曼，以表彰他們“對(duì)地球氣候的物理建模、量化可變性和可靠地預(yù)測全球變暖”的貢獻(xiàn)，另一半授予意大利科學(xué)家喬治·帕里西，表彰他發(fā)現(xiàn)了從原子到行星尺度的物理系統(tǒng)中無序和漲落之間的相互影響。

2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)一半授予羅杰·彭羅斯，另一半共同授予萊因哈德·根澤爾和安德里亞·格茲。羅杰·彭羅斯因發(fā)現(xiàn)黑洞的形成是廣義相對(duì)論的有力預(yù)測而獲獎(jiǎng)，萊因哈德·根澤爾和安德里亞·格茲則因在銀河系中心發(fā)現(xiàn)了一個(gè)超大質(zhì)量的致密天體而獲獎(jiǎng)。

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