瑞典皇家科學院宣布,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,以表彰他們在量子物理領域的突破性貢獻。三人將共同分享1100萬瑞典克朗(約合人民幣836萬元)的獎金。
獲獎者的研究聚焦于“宏觀系統中的量子力學效應”,通過超導電路實驗首次在可觸摸的尺度上驗證了量子隧穿與能量量子化現象。傳統認知中,量子效應僅存在于微觀粒子層面,但三位科學家的實驗證明,由超導體構建的電路系統在宏觀尺度下仍能表現出量子行為。
實驗的核心裝置是“約瑟夫森結”——一種由超導材料夾持薄絕緣層構成的組件。當電流通過時,系統呈現零電壓狀態,仿佛被一道無形屏障阻隔。然而,量子力學允許粒子以“隧穿”方式穿越屏障,使系統突然躍遷至有電壓狀態。這一轉變被精確檢測,并證實系統僅吸收或釋放特定大小的能量,符合量子化特征。
諾貝爾物理學委員會主席奧勒·埃里克松指出,這項研究不僅深化了對量子力學的理解,更為下一代量子技術奠定了基礎。他提到:“量子力學是數字技術的基石,從計算機芯片到現代通信都依賴其原理。今年的成果將推動量子密碼學、量子計算和量子傳感器等領域的突破。”
三位獲獎者均來自歐美頂尖學府。約翰·克拉克1942年生于英國劍橋,1968年獲劍橋大學博士學位,現任美國加州大學伯克利分校教授;麥克·H·德沃雷特1953年出生于法國巴黎,1982年獲巴黎第十一大學博士學位,兼任耶魯大學與加州大學圣巴巴拉分校教授;約翰·M·馬蒂尼1958年生于美國,1987年獲加州大學伯克利分校博士學位,現任加州大學圣巴巴拉分校教授。
據諾貝爾基金會發布的新聞稿,三位科學家在1984年至1985年間通過系列實驗,首次在宏觀電路中觀測到量子隧穿效應。他們利用超導體的無電阻特性,構建了可操控的量子系統,使數以億計的電子協同運動,形成類似單一粒子的宏觀行為。這一發現挑戰了“量子效應僅存于微觀”的傳統觀念,為量子技術從理論走向應用開辟了新路徑。











