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2025年諾貝爾物理學獎于北京時間10月7日公布，獲獎者為加州大學伯克利分校教授約翰·克拉克(John Clarke)、耶魯大學教授米歇爾·H.德沃雷特(Michel H. Devoret)和加州大學圣巴巴拉分校教授約翰·M. 馬蒂尼斯(John M. Martinis)。

他們發(fā)現(xiàn)了宏觀量子力學隧穿效應并證實了電路中的能量量子化現(xiàn)象。(The discovery of macroscopic quantum mechanical tunnelling and energy quantisation in an electric circuit)

量子隧穿效應指的是微觀粒子能夠在一定概率下穿過能量壁壘，但是一旦有大量粒子參與，該效應則難以實現(xiàn)。而本次諾貝爾物理學獎則首次證實了在宏觀尺度下的量子隧穿效應。

隧穿效應

對于宏觀維度下量子隧穿效應的驗證基于一種特殊的器件——約瑟夫森結(Josephson junction)。獲得1973年諾貝爾物理學獎的研究者布賴恩·約瑟夫森（Brian Josephson），在1962年預測成對電子的“庫珀對”能夠在無電阻的條件下隧穿絕緣勢壁，從而在兩個超導體之間的隧道勢壘上產(chǎn)生零電壓電流。（約瑟夫森結通常由兩個被絕緣隧道勢壘隔開的超導電極構成）

約瑟夫森結

1969年，約翰·克拉克加入美國加州大學伯克利分校，隨后與約翰·M. 馬蒂尼斯和米歇爾·H.德沃雷特開始了一系列針對超導體和約瑟夫森結的開創(chuàng)性實驗，構建了基于約瑟夫森結理論的實驗電路，發(fā)現(xiàn)了超導體中的帶電粒子呈現(xiàn)出集體性的行為，證實了宏觀量子隧穿的存在，隨后還通過微波譜學技術觀測到其中宏觀量子系統(tǒng)的能量量子化。

該重大突破意味對量子力學的實踐研究從微觀尺度拓展至人類可以設計和操控的宏觀電路層面，對未來超導量子比特的發(fā)展以及提高量子計算的優(yōu)越性奠定了基礎。

韞茂科技在此致敬所有科學家們堅持不懈的探索與創(chuàng)新精神，我們將吸收轉化先進科研成果，致力于前沿領域的高端設備研制，用更專業(yè)、前沿的技術解決方案為各類新興行業(yè)賦能。

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