把一颗球扔向墙壁,它竟出现在另一侧,墙壁却还完好无损;这种“量子隧穿”今天不仅在微观世界发生,更被三位科学家放大到肉眼可见的芯片里。
北京时间2025年10月7日,瑞典皇家科学院宣布:
John Clarke(加州大学伯克利)
Michel H. Devoret(耶鲁大学 + UCSB)
John M. Martinis(UCSB)
共同获得2025年诺贝尔物理学奖,理由是:
“在电路中实现宏观量子隧穿与能量量子化的发现”。
量子“穿墙术”怎么跑进我的手?
传统量子隧穿只在单个电子、原子层面出现。三位得主用超导约瑟夫森结把“墙”做到纳米厚、把“球”换成百万级电子的宏观超流,结果整个电路表现出两种状态:
0电压——电子被“关住”
有电压——电子集体隧穿而过
电压出现与否只能是整数倍的能级跳跃,直接证实能量量子化。
芯片大得能拿在手上,却仍能保留纯量子行为——这是“宏观量子力学”首次在实验台被清晰看见。
为什么重要?
1. 理论层面:把量子力学从“粒子世界”推到“电路世界”,让宏观与微观的边界有了可量度的标尺。
2. 技术层面:同款超导隧道器件正是当下超导量子比特的核心结构;今天所有量子计算机的“0/1”都靠它切换。
3. 文化彩蛋:诺奖委员会特意选在量子力学诞生100周年颁发此奖,向人类最成功科学理论致敬。
一句话速记
他们让量子隧穿从黑板公式变成可握在手里的芯片,也为即将到来的量子计算时代打下了硬件地基。
资料来源
1. Nobel Prize Press Release, 2025-10-07
2. Scientific American, 2025-10-07
3. 科技日报, 2025-10-07
4. 中国新闻网, 2025-10-07
5. New Scientist, 2025-10-07