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张高帆

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    关于2025诺贝尔奖的一点信息-1

    • 原创
    发布者：
    张高帆
    分类：
    留学新闻
    2025-10-16
    4
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    物理学奖：量子技术的“基石突破”——从宏观隧穿到量子计算机

    2025年物理学奖的主题，是“电路中的宏观量子隧穿与能量量子化”。三位获奖者——约翰·克拉克（John Clarke）、米歇尔·H·德沃雷特（Michel H. Devoret）、约翰·M·马蒂尼斯（John M. Martinis）——的研究，改写了人类对“量子世界”的认知。

    1. 什么是“宏观量子隧穿”？

    在经典物理中，一个物体要穿过一道“能量势垒”（比如从地面跳到桌子上），必须具备足够的能量；但在量子世界中，微观粒子（如电子）可以通过“隧穿效应”直接穿过势垒，无需额外能量。而三位科学家的突破在于：他们在人工设计的超导电路中，让“宏观物体”（包含亿万个电子的超导线圈）也表现出了量子隧穿效应。

    这一发现的意义堪称“量子技术的里程碑”：量子计算机的核心组件是“量子比特”（Qubit），它需要同时处于“0”和“1”的叠加态才能进行并行计算。而宏观量子隧穿证明，人工电路可以稳定维持量子态——这为超导量子比特的研发提供了底层物理依据。

    2. 三位得主的“UC基因”

    • 约翰·克拉克：伯克利分校物理学荣誉退休教授。从上世纪70年代开始，他就在伯克利的实验室研究超导电路，是“宏观量子效应”领域的先驱。退休后，他仍坚持指导学生，其团队培养的人才遍布全球量子实验室。
    • 米歇尔·H·德沃雷特：圣塔芭芭拉分校在职教授（曾任职耶鲁大学）。他选择圣塔芭芭拉的原因很简单：“这里有全美国数一数二的量子物理环境，还有海边的宁静，适合做需要专注的科研。”他的团队目前正与谷歌合作，开发下一代超导量子计算机。
    • 约翰·M·马蒂尼斯：伯克利分校博士、圣塔芭芭拉分校荣誉退休教授。他的科研生涯无缝连接了UC的两大优势——伯克利的基础理论（博士阶段研究量子隧穿）与圣塔芭芭拉的应用转化（退休前领导谷歌“Sycamore”量子计算机团队，实现了Quantum Advantage ）。
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          物理学奖：量子技术的“基石突破”——从宏观隧穿到量子计算机

          2025年物理学奖的主题，是“电路中的宏观量子隧穿与能量量子化”。三位获奖者——约翰·克拉克（John Clarke）、米歇尔·H·德沃雷特（Michel H. Devoret）、约翰·M·马蒂尼斯（John M. Martinis）——的研究，改写了人类对“量子世界”的认知。

          1. 什么是“宏观量子隧穿”？

          在经典物理中，一个物体要穿过一道“能量势垒”（比如从地面跳到桌子上），必须具备足够的能量；但在量子世界中，微观粒子（如电子）可以通过“隧穿效应”直接穿过势垒，无需额外能量。而三位科学家的突破在于：他们在人工设计的超导电路中，让“宏观物体”（包含亿万个电子的超导线圈）也表现出了量子隧穿效应。

          这一发现的意义堪称“量子技术的里程碑”：量子计算机的核心组件是“量子比特”（Qubit），它需要同时处于“0”和“1”的叠加态才能进行并行计算。而宏观量子隧穿证明，人工电路可以稳定维持量子态——这为超导量子比特的研发提供了底层物理依据。

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