今年，

是量子力学诞生百年。

在这个领域，

增添了新的诺贝尔物理学奖。

 

欧洲中部时间10月7日11:45，

瑞典皇家科学院

将2025年诺贝尔物理学奖授予

约翰·克拉克（John Clarke）、

米歇尔·H·德沃雷特（Michel H. Devoret）

与约翰·马丁尼斯（John M. Martinis），

以表彰他们

“发现了电路中的宏观量子力学

隧穿效应和能量量子化。”

 

诺贝尔物理学委员会主席

奥勒·埃里克森（Olle Eriksson）：

“能够庆祝百年历史的量子力学

不断带来新的惊喜，

这真是太棒了。

量子力学也是极其有用的，

因为它是所有数字技术的基础。”

 

猜一猜，

三位获奖者什么关系？

Hi，他们是师生关系哟！

一、科研，就是要遇到能齐心协力的人

 

1984年和1985年，

克拉克带着他的博士后德沃雷特和学生马丁尼斯，

对由超导体构建的电子电路做了一系列实验，

证明了量子世界不仅存在于微观世界，

它的奇异特性还可以在像手掌那么大的

宏观系统中具象体现出来。

 

获奖者：约翰·克拉克（John Clarke） 

国籍：英国

出生：1942年

学位：英国剑桥大学 博士学位

现职：美国加利福尼亚大学伯克利分校 教授

科研能力：他是超导电子学与量子器件实验研究的先驱之一，尤其在超导量子干涉器件（SQUID）与宏观量子效应实验方面做出了奠基性工作。

约翰·克拉克（John Clarke）

获奖者：米歇尔·H·德沃雷特（Michel H. Devoret） 国籍：法国

出生：1953年

学位：法国巴黎南大学（现巴黎萨克雷大学） 博士学位

现职：美国耶鲁大学与加利福尼亚大学圣巴巴拉分校 教授

科研能力：他是量子电路与量子测量理论的权威，擅长将抽象的量子理论转化为可操作的实验设计。

米歇尔·H·德沃雷特（Michel H. Devoret）

获奖者：约翰·马丁尼斯（John M. Martinis） 

国籍：美国

出生：1958年

学位：美国加利福尼亚大学伯克利分校 博士学位

现职：美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校 教授

科研能力：他是超导量子比特与量子计算实验的领军人物，其团队在谷歌量子计算机“悬铃木”（Sycamore）的研发中发挥了关键作用。

约翰·马丁尼斯（John M. Martinis）

二、他们，在人类尺度上观测到量子力学

 

核心问题一：什么是“隧穿效应”？

通俗地讲，就是崂山道士念个咒语，然后，穿到墙的另一边了。注意，这可不是“魔法”，这是量子力学的基本特点。

在量子力学中，一个基本粒子的位置在空间上是弥散的，碰上一堵墙时，它有一部分几率是在这儿，有一部分的几率直接跨过去了，墙对它来说没有任何影响。

今年诺奖涉及的“宏观量子隧穿”，就是说隧穿效应达到了可以宏观观测的程度，即毫米级甚至更大尺度上。

我们身边能见到的宏观量子效应存在于超导体中。

 

核心问题二：什么是“能量量子化”？

是指能量只能按一份一份地变化，

而非连续变化。

“量子力学”这一名称的由来，

正是因为在微观过程中的能量

是被分割成一个个独立的“包”的——量子。

就像运动员跳高，在一般条件下，那肯定是连续跳的，把跳高横杆往上调，运动员可以跳一个连续的数值。但是，在量子条件下，那就得跳固定的高度，譬如说，可以跳10cm、20cm、30cm，但是不能跳15cm。

三位诺奖得主，

第一次观察到宏观电路

也存在这种量子化行为，

可以借此进行精准的能量和信息传输和校准。

 

三、学术谱系，“名师出高徒”与“师生强强联合”

 

师徒三人组共享大奖，

这样的学术传承，

在诺奖得主中并不罕见，甚至常见。

“名校出名师、名师出高徒”，

在科学领域显得尤为突出。

一是，名师自身水平高超，处于学科前沿，

往往能够更好地指导学生；

二是，名师往往能吸引最优质的学生，

形成高质量的师生匹配；

三是，名师掌握着丰富的资源和良好的人脉，

可以为学生提供更多的发展机会。

从传承到创新，

这正是学术谱系的重要性。

 

当然，

在“学术谱系”繁荣的同时，

“近亲繁殖”可能导致马太效应等问题也不容忽视。

 

在学术生涯的不同阶段，

青年仍应积极寻求多个学术谱系的交叉融合，

而非局限于单一领域。

通过汇聚多样的学术方法和思路，

突破自身的舒适区域，

找到更加适合自己的发展路径。

 

四、华裔科学家，获得过的诺贝尔物理学奖

 

1925年，

德国物理学家维尔纳·海森堡在黑尔戈兰岛

建立矩阵力学。

这一事件被公认为现代量子理论正式形成的起点。

至今，整整一百年。

 

1957年，

华裔科学家杨振宁和李政道

因提出在弱相互作用中宇称并不守恒一同获奖；

1976年，

丁肇中因发现了

全新的基本粒子J/ψ，

与伯顿·里克共同获奖；

1997年，

朱棣文因发明了

用激光冷却和俘获原子的方法，

与克洛德·科昂-坦诺奇、

威廉·菲利普斯共同获奖；

1998年，

崔琦与霍斯特·施特默、

罗伯特·劳克林共同发现

分数量子霍尔效应，

为凝聚态物理学开辟了新的重要研究方向而获奖；

2009年，

高锟因在

“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”

取得的突破性成就获奖；

……

 

五、全球科学家，需携手攀登科技高峰

 

2025年，

英法美三国师徒科学家获诺贝尔物理学奖。

人类，

正迎来人工智能快速发展的时代，

我们需要更高的算力、

更高的存储密度、

更低的功耗，

量子计算机将成为重要的解决路径。

 

The meaning of the world must lie outside the world.

-------维特根斯坦《逻辑哲学论》

 

科技自立自强，

是科技交流合作的前提和保障；

科技交流合作，

是高水平科技自立自强的重要支撑。

两者相辅相成，相互促进。

 

科学家的交流，

不同行业的碰撞，

全球国家的合作，

是构建人类命运共同体，

推动人类可持续发展的必然选择。