2025年諾貝爾物理學獎揭曉，三位來自美國的科學家——加州大學伯克利分校的約翰·克拉克、耶魯大學的米歇爾·H·德沃雷特，以及加州大學圣巴巴拉分校的約翰·M·馬蒂尼斯，因在宏觀量子效應領域的突破性研究共同獲獎。他們的發現不僅驗證了量子現象在宏觀尺度上的存在，更為量子計算這一新興領域奠定了實驗基礎。

今年恰逢量子力學先驅海森堡提出矩陣力學100周年，聯合國將2025年定為國際量子科學技術年。學界此前普遍預測，諾獎將聚焦量子領域，而最終結果印證了這一判斷。三位科學家的研究首次證明，量子隧穿效應和能量量子化并非僅存在于微觀粒子層面，而是可以通過特殊設計的電路在毫米級器件中觀測到。

復旦大學物理學系教授李曉鵬解釋，傳統電學描述電流與電壓、電阻等參數的關系，而量子力學關注的是單個粒子的奇異行為。例如，量子隧穿效應中，粒子可以“穿越”障礙物而非反彈。三位科學家通過超導電路實驗，成功在宏觀尺度上復現了這一現象。他們構建的電路由兩個超導體組成，系統通過隧穿逃離零電壓狀態并產生電壓，同時顯示出能量只能以特定“臺階”形式吸收或發射的特性。

湖南師范大學超導量子器件專家彭智慧指出，這項研究是量子比特技術的先驅性工作。宏觀量子效應的實驗驗證，為后續超導量子比特和量子計算的發展鋪平了道路。諾貝爾獎的授予，被視為對利用超導器件驗證量子力學基本原理的認可。

復旦大學物理系教授黃吉平將這一成果形容為“將量子世界的幽靈行為帶到肉眼可見的尺度”。通過特殊設計的超導電路，科學家首次讓宏觀器件清晰呈現出能量量子化和隧穿效應。這些電路并非普通家用電路，而是基于超導材料的微觀或介觀結構，核心元件包括LC振蕩回路和約瑟夫森結。

該研究的影響遠超物理學基礎領域。彭智慧介紹，除量子計算外，其成果還可應用于量子傳感，例如探測傳統手段難以捕捉的微波光子。其他潛在方向包括量子增強雷達、暗物質候選粒子探測等前沿領域。

上海交通大學助理研究員應江華認為，今年的諾獎不僅獎勵科學發現，更間接肯定了其工程化應用。馬蒂尼斯作為谷歌超導計算團隊前負責人，曾證明量子計算的優越性，被視為該領域的“開端性人物”。德沃雷特則擁有一家超導量子計算創業公司。三位科學家的研究證明，宏觀電路可作為操控量子效應的穩定載體，為工程師提供了運用微電子技術設計量子設備的新路徑。

量子計算已成為全球技術競爭最激烈的領域之一。李曉鵬指出，中國在該領域與美國并駕齊驅，但在基礎研究和人才積累上仍有差距。中國科學院物理研究所和南京大學是國內最早開展相關研究的機構。目前，由潘建偉院士領導、朱曉波教授負責的團隊，與浙江大學王浩華教授團隊均處于國際先進水平，尤其在超導量子計算實驗方面與谷歌團隊競爭激烈。