在量子物理的奇妙領域中，許多現象看似違背日常直覺：粒子能穿透障礙物，能量以離散形式存在，系統可同時處于兩種狀態。這些看似僅存在于微觀世界的“怪異”現象，如今被證實可在人類手掌大小的電路中重現。2025年諾貝爾物理學獎授予三位科學家，表彰他們在宏觀尺度上驗證量子隧穿與能量量子化的突破性研究。

量子隧穿是微觀世界的典型特征。以α衰變為例，原子核中的粒子能夠穿越看似不可逾越的能量勢壘，逃逸至核外。這一現象在單個粒子層面已被充分理解，但科學家長期困惑：由數十億粒子組成的宏觀體系，能否復現這種量子行為？2025年的獲獎研究給出了肯定答案。

上世紀80年代，美國加州大學伯克利分校的約翰·克拉克團隊開啟了一項關鍵實驗。他們構建了由兩塊超導體夾著極薄絕緣層的約瑟夫森結結構。在超導體中，電子形成庫珀對，以無阻力的方式流動，整個系統可用統一的波函數描述，表現出類似單一量子粒子的宏觀特性。研究人員向電路輸入微弱電流并監測電壓變化，發現電壓會突然跳動，仿佛系統“穿透了”無形的能量屏障。

實驗中，宏觀超導體系完成了量子隧穿。更驚人的是，系統能量呈現離散變化，而非連續流動。當注入的微波能量與系統能級差匹配時，電路會吸收能量并躍遷至更高能級，如同粒子在量子世界中的躍遷。能量吸收與釋放僅以特定份額進行，完全符合量子力學預測。

這一發現顛覆了傳統認知。長期以來，人們認為宏觀世界會因環境干擾而“去量子化”，著名的“薛定諤的貓”思想實驗便體現了這種觀點：量子疊加態在宏觀層面無法維持。然而，理論物理學家安東尼·萊格特曾提出，宏觀體系可能存在量子態。克拉克團隊的實驗正是這一設想的實證，他們讓由上千億粒子組成的宏觀系統展現出量子隧穿與躍遷行為。

該研究不僅深化了量子力學的基礎理解，更為量子技術鋪平了道路。獲獎者之一約翰·馬蒂尼斯后續將具有量子化能級的超導電路應用于量子計算，開發出量子比特。在量子計算機中，比特可同時處于“0”與“1”的疊加態，這一特性正是基于早期實驗揭示的物理規律。如今，全球領先的量子計算研究均受益于這一開創性思路。

從理論思辨到實驗驗證，再到技術應用，這項研究標志著量子力學從微觀領域向人類可操控尺度的跨越。厘米級的電路讓量子現象變得“可觸摸”，使“薛定諤的貓”從思想實驗轉化為可測量的現實。量子力學不再僅是抽象的“微觀魔法”，而是逐步融入人類科技生活。