2025年诺贝尔物理学奖授予三学者：电路实验展现宏观量子力学新突破

瑞典皇家科学院宣布，将2025年诺贝尔物理学奖授予三位科学家——约翰·克拉克、麦克·H·德沃雷特与约翰·M·马蒂尼，以表彰他们在量子物理领域的突破性贡献。三人将共同分享1100万瑞典克朗（约合人民币836万元）的奖金。

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获奖者的研究聚焦于“宏观系统中的量子力学效应”，通过超导电路实验首次在可触摸的尺度上验证了量子隧穿与能量量子化现象。传统认知中，量子效应仅存在于微观粒子层面，但三位科学家的实验证明，由超导体构建的电路系统在宏观尺度下仍能表现出量子行为。

实验的核心装置是“约瑟夫森结”——一种由超导材料夹持薄绝缘层构成的组件。当电流通过时，系统呈现零电压状态，仿佛被一道无形屏障阻隔。然而，量子力学允许粒子以“隧穿”方式穿越屏障，使系统突然跃迁至有电压状态。这一转变被精确检测，并证实系统仅吸收或释放特定大小的能量，符合量子化特征。

诺贝尔物理学委员会主席奥勒·埃里克松指出，这项研究不仅深化了对量子力学的理解，更为下一代量子技术奠定了基础。他提到：“量子力学是数字技术的基石，从计算机芯片到现代通信都依赖其原理。今年的成果将推动量子密码学、量子计算和量子传感器等领域的突破。”

三位获奖者均来自欧美顶尖学府。约翰·克拉克1942年生于英国剑桥，1968年获剑桥大学博士学位，现任美国加州大学伯克利分校教授；麦克·H·德沃雷特1953年出生于法国巴黎，1982年获巴黎第十一大学博士学位，兼任耶鲁大学与加州大学圣巴巴拉分校教授；约翰·M·马蒂尼1958年生于美国，1987年获加州大学伯克利分校博士学位，现任加州大学圣巴巴拉分校教授。

据诺贝尔基金会发布的新闻稿，三位科学家在1984年至1985年间通过系列实验，首次在宏观电路中观测到量子隧穿效应。他们利用超导体的无电阻特性，构建了可操控的量子系统，使数以亿计的电子协同运动，形成类似单一粒子的宏观行为。这一发现挑战了“量子效应仅存于微观”的传统观念，为量子技术从理论走向应用开辟了新路径。