瑞典皇家科學院近日宣布，將2025年諾貝爾物理學獎授予三位科學家——約翰·克拉克、麥克·H·德沃雷特與約翰·M·馬蒂尼，以表彰他們在宏觀量子現(xiàn)象研究領域的突破性貢獻。三位學者因“發(fā)現(xiàn)電路中的宏觀量子力學隧穿與能量量化”共享1100萬瑞典克朗獎金（約合人民幣836萬元）。

此次獲獎的研究聚焦于量子力學效應在宏觀尺度下的顯現(xiàn)。傳統(tǒng)認知中，量子行為通常僅在微觀粒子層面顯著，而三位科學家的實驗首次證明，由超導材料構建的電路系統(tǒng)能夠完整展現(xiàn)量子隧穿與能級量子化特性。這類電路通過約瑟夫森結實現(xiàn)——超導組件被極薄絕緣層分隔，當電流通過時，整個系統(tǒng)表現(xiàn)出類似單一巨型粒子的行為特征。

實驗中，研究人員觀察到處于零電壓狀態(tài)的超導電路會突然出現(xiàn)電壓躍變，這一現(xiàn)象印證了量子隧穿效應的存在：系統(tǒng)如同“穿越”了理論上的能量屏障。更關鍵的是，他們通過精密測量證實，該宏觀系統(tǒng)的能量變化嚴格遵循量子力學預測，僅能吸收或釋放特定離散值。這一發(fā)現(xiàn)打破了量子效應僅存于微觀領域的固有認知。

三位獲獎者的學術背景各具特色。現(xiàn)任職于美國加州大學伯克利分校的約翰·克拉克1942年生于英國劍橋，1968年獲得劍橋大學博士學位；麥克·H·德沃雷特1953年出生于巴黎，1982年取得巴黎第十一大學博士學位，目前同時任教于耶魯大學與加州大學圣巴巴拉分校；約翰·M·馬蒂尼1958年出生于美國，1987年在加州大學伯克利分校完成博士學業(yè)，現(xiàn)為圣巴巴拉分校教授。

諾貝爾物理學委員會主席奧勒·埃里克松特別指出，這項研究不僅深化了對量子力學本質的理解，更為量子技術發(fā)展開辟了新路徑。他以計算機芯片中的晶體管為例，強調量子理論早已成為現(xiàn)代數(shù)字技術的基石。當前獲獎成果則為量子密碼學、量子計算及高精度傳感器等前沿領域提供了關鍵理論支撐。

據(jù)技術文檔披露，實驗的核心突破始于上世紀80年代中期。研究團隊通過優(yōu)化超導電路結構，成功捕捉到宏觀系統(tǒng)中的量子相變過程。當電路處于超導態(tài)時，數(shù)以萬億計的電子對協(xié)同運動，形成可觀測的集體量子行為。這種“宏觀量子態(tài)”的穩(wěn)定存在，為后續(xù)量子器件的工程化實現(xiàn)奠定了基礎。

獲獎成果已引發(fā)科技界廣泛關注。量子信息領域專家分析認為，該研究解決了宏觀系統(tǒng)退相干的關鍵難題，使得基于超導電路的量子比特操控成為可能。目前，全球多家科研機構正參照這一技術路徑開發(fā)實用型量子計算機，相關專利申請量在過去三年間增長了四倍。