
本報訊
在量子力學誕生百年之際,瑞典皇家科學院7日宣布,2025年諾貝爾物理學獎,由3名量子物理學家,即英國學者克拉克(John Clarke)、法國學者德沃雷(Michel H. Devoret)、美國學者馬蒂尼斯(John M. Martinis)共享殊榮。三人的重要發現是促成量子電腦發展的重要基礎,同時也被應用於核磁共振、記憶體等領域。
量子力學在1925年誕生,今年正值百年。2025年諾貝爾物理學獎委員會主席埃里克松表示,百年來量子力學不斷帶來新的驚喜,它大有用處,為數碼技術提供了基礎。 委員會成員奧爾松說:「我們在評審時並沒有意識到今年是量子力學誕生百年,直到頒獎前才意識到這一巧合。」她說,今年的獲獎成就打開了一扇門,使人們能夠在更大尺度上研究量子力學世界。
諾貝爾獎官網上寫道,這三位學者在實驗中發現,電路中的「宏觀量子力學隧穿效應」(macroscopic quantum mechanical tunnelling)以及「電路能量量子化」(energy quantisation in an electric circuit)。諾貝爾物理學委員會表示,今年的物理學獎成果為開發量子密碼學、量子電腦和量子傳感器等下一代量子技術提供了可能。
克拉克現年83歲,生於英國,為美國加州大學伯克利分校教授;德沃雷72歲,生於法國,為美國耶魯大學和加州大學聖巴巴拉分校教授;馬蒂尼斯67歲,為美國加州大學聖巴巴拉分校教授。 三人將平分1100萬瑞典克朗(約116.74萬美元)的獎金。
獲獎的克拉克通過手機在諾貝爾新聞記者會上說道:「我完全驚呆了,我從來沒想過我的實驗成果會讓我拿到諾貝爾獎。」他補充道:「我正在用手機通話,我想你也是,而手機之所以能如此運作,其中之一的根本原因正是我的研究成果。」
克拉克他們三人在1984年至1985年期間,在探討電流通過超導體的實驗中發現許多的帶電粒子會一起移動,形成一個宏觀的粒子系統,整個電路好像是單一粒子。實驗證明,能量是「量子化」的,即使是宏觀系統,其行為也符合量子力學,為超導量子比特的發展打下了重要理論與技術基礎。
諾貝爾獎官網更以圖說明,指出當普通球體撞擊牆壁時,球會反彈。但在量子層面上,粒子實際上可以直接穿過「牆壁」,這種現象被稱為「隧穿效應」。而隧穿效應不僅存在於理論世界中,更實際發生於「現實世界」的電路中,為所有先進的數字技術打下基礎。 諾貝爾物理獎委員會表示:「當今所有先進技術都離不開量子力學,包括手機、相機……以及光纖電纜。」諾貝爾獎公告上寫道,量子技術已經無所不在,電腦微芯片中的電晶體就是一個常見的例子。諾貝爾獎接著將於8日頒發化學獎,9日文學獎,和平獎10日揭曉,經濟學獎13日公布。