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三位科学家获诺贝尔物理学奖 致敬量子力学

创建日期:

2025年10月07日

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美国中文网报道 约翰·克拉克(John Clarke)、米歇尔·H·德沃雷特(Michel H. Devoret)和约翰·M·马蒂尼斯(John M. Martinis)三位科学家因发现电路中宏观量子力学隧穿效应和能量量子化现象,于周二共同获得 2025 年诺贝尔物理学奖。这项研究显著提升了日常数字通信与计算的能力。

克拉克在电话采访中表示:“手机能够发挥作用的根本原因之一,就是这些研究成果。”他的言论凸显了量子力学在现代通讯技术中的基础性作用。现年 83 岁的克拉克在加州大学伯克利分校(UC Berkeley)开展研究;67 岁的马蒂尼斯在加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)任职;72 岁的德沃雷特则在耶鲁大学与加州大学圣巴巴拉分校之间工作。作为团队带头人,克拉克告诉美联社,他“很高兴能与两位同事一起获得这个奖项”。

马蒂尼斯的妻子吉恩(Jean)告诉美联社记者,获奖消息宣布两个半小时后,记者到访他们家时,马蒂尼斯还在睡觉,并不知道自己得奖。她说,过去他们常常在物理奖公布当晚熬夜等待,但后来认为睡觉更重要。最终,在她认为“太晚了必须叫醒他”时,记者才与他取得联系。记者暂时无法联系到德沃雷特本人。

美国物理学会(APS)首席执行官巴格尔(Jonathan Bagger)表示,这项诞生于 20 世纪 80 年代中期的研究,探索了亚原子层面“量子力学的奇异性”,并揭示了这些微小相互作用如何在人类尺度上发挥现实作用,为未来的计算和通信能力奠定基础。量子力学是一门有着百年历史的学科,研究的是看似不可能的亚原子世界。在这里,开关可以同时“开”与“关”,部分原子甚至能穿越看似无法穿透的障碍。

《今日物理》(Physics Today)主编菲茨杰拉德(Richard Fitzgerald)评价道:“他们的工作就是将我们看不见、摸不着、感觉不到的事物提升到可识别的规模,并使其成为可以在此基础上进行构建的东西。”菲茨杰拉德本人在 20 世纪 90 年代曾在一个竞争团队中从事相关领域的研究。

诺贝尔物理学奖委员会成员、天体物理学教授皮尔斯(Mark Pearce)指出,量子计算机是这项技术的显著应用方向,但它们也可用于量子传感器,实现对磁场等物理量的极高精度测量,甚至可能在未来应用于量子加密技术,使信息难以被第三方窃听。科学家们认为,一旦量子计算全面实现,其能力将远超当下的计算技术。克拉克表示:“这项研究在某种程度上是量子计算的基础。但目前我还不完全清楚它究竟适合于什么。”

巴格尔和菲茨杰拉德都指出,说我们日常使用的手机“直接依赖”于这三位科学家的突破可能有些夸张,但他们的研究确实为超灵敏测量设备奠定了基础。例如,磁共振成像(MRI)虽然不依赖这项研究也能实现,但通过这些成果,其灵敏度和实用性都大幅提升。巴格尔补充说:“量子力学无处不在——从手机到卫星通信,再到我们在手机屏幕上观看的视频。”他强调,这些研究让量子力学这种“原本属于微观世界的奇异现象”在日常生活层面得以呈现。

这是诺贝尔物理学奖第 119 次颁发。去年,人工智能先驱约翰·霍普菲尔德(John Hopfield)与杰弗里·辛顿(Geoffrey Hinton)因奠定机器学习基础而获奖。本周的诺贝尔奖颁奖活动仍在继续:诺贝尔化学奖将于周三公布,文学奖将于周四公布,诺贝尔和平奖将于周五公布,诺贝尔经济学奖将在 10 月 13 日揭晓。

颁奖典礼定于 12 月 10 日举行,这一天是诺贝尔奖创始人、瑞典企业家兼炸药发明者阿尔弗雷德·诺贝尔(Alfred Nobel)的忌日。获奖者将无价的声望以及 1100 万瑞典克朗(约 120 万美元)的奖金。

(编辑:西平)

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