2025诺贝尔奖｜3美国科学家获物理学奖 电路中展示量子穿隧效应及量子能阶

加州大学学者约翰·克拉克（John Clarke ）、米歇尔·H·德沃雷特（Michel H. Devoret）及约翰·M·马蒂尼斯（J ohn M. Martinis）。他们因利用电路展示宏观的量子穿隧效应（quantum mechanical tunnelling）和量子能阶（quantised energy levels）而获奖。

诺贝尔委员会周二在瑞典斯德哥尔摩宣布三人共同夺得本届奖项。委员会赞扬他们成功展示“在一个足够大、甚至可以握在手中的系统能够显化量子世界奇妙的特性”。

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2025年诺贝尔物理学奖由美国学者克拉克（John Clarke ）、德沃雷特（Michel H. Devoret）及马蒂尼斯（J ohn M. Martinis）共同夺得。 Nobel Prize Live

量子力学描述的是单一粒子尺度上的重要特性。在量子物理学中，这些现像被称为微观现象。2025年的诺贝尔物理学奖则表彰了证明如何在宏观尺度上观察涉及许多粒子的量子穿隧效应的实验。 Johan Jarnestad / 瑞典皇家科学院

在经典物理学中，如果把球扔向墙壁，它肯定会反弹回来。但在量子力学中，粒子可能“穿越墙壁”，这就是所谓的量子穿隧效应。三位学者的实验让人观察到量子穿隧效应。 Johan Jarnestad / 瑞典皇家科学院

诺贝尔物理学奖委员会成员约翰逊（Goran Johansson）在新闻发布会上解释2025诺贝尔物理学奖的获奖研究内容。 路透社

诺贝尔物理学奖委员会成员约翰逊（Goran Johansson）在新闻发布会上解释2025诺贝尔物理学奖的获奖研究内容。 路透社

量子力学描述的是单一粒子尺度上的重要特性。在量子物理学中，这些现像被称为微观现象。2025年的诺贝尔物理学奖则表彰了证明如何在宏观尺度上观察涉及许多粒子的量子穿隧效应的实验。

今年的诺贝尔奖得主们利用两个超导体构成电路进行实验，这些超导体可以在没有任何电阻的情况下传导电流，用一层薄薄的不传导任何电流的材料将超导体电路分开。这个可以握在手中的系统，同时展示了量子穿隧效应（quantum mechanical tunnelling）和量子能阶（quantised energy levels）。

获奖者还可以证明，该系统的行为方式符合量子力学的预测——这意味着它是量子化的，只吸收或释放特定数量的能量。诺贝尔物理学奖委员会主席埃里克森说：“能够庆祝百年量子力学不断带来新的惊喜，真是太棒了。它也非常有用，因为量子力学是所有数位技术的基础。”

电脑微芯片中的电晶体是我们周围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、量子电脑和量子传感器。

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2024年诺贝尔物理学奖，由研究人工神经网络的两位学者夺得。

1956年李政道与杨振宁共同获得诺贝尔物理学奖。

1956年李政道与杨振宁共同获得诺贝尔物理学奖。

历来获得诺贝尔物理学奖的华人当中，以崔琦（左）和高锟与香港渊源最深。 资料图片

“光纤之父”高锟于2009年获颁诺贝尔物理学奖。

自1901年以来，已颁发过118个物理学奖，226位个人得奖。其中最年轻得主是英澳双籍的布拉格（ Lawrence Bragg），因为发现了关于X射线衍射的布拉格定律，1915年以25岁之龄与任职阿得雷德大学数学物理教授的父亲一同获得诺贝尔物理学奖。

而最年长得主是获奖时96岁的美国物理学家亚瑟·阿什金（Arthur Ashkin），2018年以光镊及其在生物系统中的应用获得诺贝尔物理学奖。

另一位美国物理学家约翰·巴丁（John Bardeen）是唯一一位2届诺贝尔物理学奖得奖者，第一次是在1956年与威廉·肖克利和沃尔特·布拉顿一起发明电晶体；第二次是在1972年与利昂·库珀和约翰·施里弗一起发明被称为BCS理论的传统超导现象的基本理论。