瑞典皇家科學(xué)院宣布，將2025年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予三位美國(guó)科學(xué)家——約翰·克拉克、米歇爾·德沃雷特和約翰·馬丁尼斯，以表彰他們?cè)诔瑢?dǎo)電路領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)的宏觀量子力學(xué)隧穿效應(yīng)與能量量子化現(xiàn)象。這一獎(jiǎng)項(xiàng)的頒發(fā)正值量子力學(xué)理論體系創(chuàng)立100周年，且聯(lián)合國(guó)將今年定為“國(guó)際量子科技年”，授獎(jiǎng)?lì)I(lǐng)域的選擇引發(fā)了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。

在量子力學(xué)領(lǐng)域，三位獲獎(jiǎng)?wù)叩难芯繛楹文軓谋姸喑晒忻摲f而出？復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系教授李曉鵬解釋，經(jīng)典電學(xué)中，電路的行為遵循連續(xù)規(guī)律，但當(dāng)超導(dǎo)器件縮小到足夠小時(shí)，量子效應(yīng)開始主導(dǎo)。1984年至1985年，克拉克、德沃雷特和馬丁尼斯通過超導(dǎo)電路實(shí)驗(yàn)，首次觀測(cè)到能量量子化現(xiàn)象。李曉鵬比喻，這一現(xiàn)象如同“上臺(tái)階”，能量只能取分立值，而非連續(xù)變化，例如氫原子中電子的能量只能取-13.6電子伏特或其平方倒數(shù)，而非中間值。

他們還發(fā)現(xiàn)了量子隧穿效應(yīng)。在經(jīng)典力學(xué)中，粒子無(wú)法穿越能量高于自身的勢(shì)壘，但在量子世界中，微觀粒子能以概率形式“穿墻而過”。這些發(fā)現(xiàn)為超導(dǎo)量子比特的研制奠定了基礎(chǔ)。超導(dǎo)量子比特是超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)的核心計(jì)算單元，目前全球最高水平的“祖沖之三號(hào)”由中國(guó)團(tuán)隊(duì)研制，集成了105個(gè)量子比特，計(jì)算速度比超級(jí)計(jì)算機(jī)快15個(gè)數(shù)量級(jí)。

然而，此次授獎(jiǎng)也引發(fā)了爭(zhēng)議。世界上首個(gè)超導(dǎo)量子比特由日本科學(xué)家中村泰信和華人科學(xué)家蔡兆申于1999年合作完成，但兩人并未獲獎(jiǎng)。上海交大助理研究員應(yīng)江華指出，諾貝爾獎(jiǎng)通常獎(jiǎng)勵(lì)“從0到1”的原始創(chuàng)新，而此次獲獎(jiǎng)?wù)撸绕涫邱R丁尼斯，更側(cè)重于“從1到99”的工程化與應(yīng)用推進(jìn)。馬丁尼斯團(tuán)隊(duì)與谷歌合作，首次驗(yàn)證了超導(dǎo)量子計(jì)算的“量子優(yōu)越性”，并推動(dòng)技術(shù)商業(yè)化，這或許反映了諾獎(jiǎng)對(duì)科研成果轉(zhuǎn)化的重視。

德沃雷特的核心貢獻(xiàn)在于揭示超導(dǎo)電路中的宏觀量子現(xiàn)象，為固態(tài)量子信息科學(xué)提供了關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。他的研究解決了超導(dǎo)量子比特的核心難題——相干時(shí)間，將量子比特的“壽命”從納秒級(jí)提升至毫秒級(jí)。這一突破成為IBM、谷歌等量子處理器及中國(guó)“祖沖之號(hào)”系列的技術(shù)基石。

克拉克作為團(tuán)隊(duì)導(dǎo)師，在超導(dǎo)電子學(xué)領(lǐng)域貢獻(xiàn)卓著，尤其是超導(dǎo)量子干涉裝置的開發(fā)，這一超靈敏磁通量探測(cè)器已廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。應(yīng)江華認(rèn)為，克拉克的研究為超導(dǎo)量子計(jì)算鋪平了道路，再次印證了諾獎(jiǎng)對(duì)科學(xué)成果轉(zhuǎn)化的關(guān)注。

2021年“墨子量子獎(jiǎng)”曾授予克拉克、德沃雷特和中村泰信，以表彰他們?cè)诔瑢?dǎo)量子電路領(lǐng)域的開創(chuàng)性工作。此次克拉克和德沃雷特獲獎(jiǎng)，而中村泰信落選，進(jìn)一步引發(fā)了對(duì)諾獎(jiǎng)評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)的討論。