诺贝尔物理奖将在量子计算芯片后面三人

2025年诺贝尔奖物理学已授予约翰·克拉克（John Clarke），米歇尔·德尔（Michel Devour） 和约翰·马蒂尼斯（John Martinis） 为了展示量子粒子如何神秘地通过物质隧道，这一过程有助于产生构成当今量子计算机的骨干的超导量子技术的过程。

“我完全惊呆了，”克拉克在听到他获得了奖项后告诉诺贝尔委员会。 “从来没有以任何方式发生这种情况，这可能是诺贝尔奖的基础。”

量子粒子具有多种奇怪的行为，例如它们的概率性质以及它们只能具有特定的能级而不是连续体的事实。这导致他们有时以意想不到的方式行事，例如隧道 显然是坚实的障碍。量子力学开始后的最初几十年，像埃尔温·施罗温格（Erwin Schrodinger）这样的物理学家发现了这种奇怪性。

尽管这些行为的这些含义显然是深刻的，例如核衰减理论的基础，但科学家只能在单个颗粒和简单的系统中观察它们。目前尚不清楚更复杂的系统（例如电子电路）是否仅由古典物理学描述，也遵守这些规则。例如，在查看大型系统时，量子隧道效应似乎消失了。

1985年，克拉克（Clarke），马提尼酒（Martinis）和沃德雷特（Devoret）都在加利福尼亚大学伯克利分校（University of Berkeley）进行，着手改变这一点。他们测量了带电颗粒通过超导电路的特性，称为约瑟夫森连接，赢得了英国物理学家布莱恩·约瑟夫森（Brian Josephson）1973年诺贝尔物理学奖的设备。这些连接使用电阻为零的电线，并通过绝缘材料隔开。

研究人员表明，穿过这些连接的粒子充当单个粒子，采取不同的能级，明显的量子效应，并且还注册了一个电压，如果没有它跳过绝缘边界，这是不可能的，这是量子隧道的明确例子。

这一发现及其有助于理解如何操纵与此类似的超导量子系统的帮助，彻底改变了量子科学领域，从而使其他科学家可以在硅芯片上测试精确的量子物理。

超导量子电路也构成了量子计算机，量子位或量子的基本构件的基础。如今，由Google和IBM等公司建造的最强大的量子计算机使用了由数百台超导量器组成的机器，Clarke，Martinis和Devoret的发现导致了这些机器。克拉克说：“在某些方面，我们的发现是量子计算的基础。”

马提尼酒和沃德雷特现在都为Google Quantum AI工作，该量子AI产生了第一个超导量子计算机，显示量子优势 在2019年的古典机器上。但是克拉克告诉诺贝尔委员会，当时尚不清楚他们的1985年研究将继续进行。 “我们并非以任何方式发生这种发现会产生如此重大的影响。”