10月7日，瑞典皇家科學(xué)院宣布將2025年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國科學(xué)家約翰·克拉克、米歇爾·H·德沃雷特和約翰·M·馬丁尼斯，以表彰他們在電路中發(fā)現(xiàn)宏觀量子力學(xué)隧穿和能量量子化。

中國科學(xué)院物理研究所研究員范桁表示，雖然這個獎項來得比預(yù)期早，但超導(dǎo)量子計算尚未真正落地，其他技術(shù)路線也遠(yuǎn)未成熟。這份“提前”的認(rèn)可既是對奠基性工作的肯定，也體現(xiàn)了學(xué)界對其未來的堅定信心。

量子隧穿效應(yīng)是一種奇特的量子現(xiàn)象，即使粒子的能量不足以翻越勢壘，它仍有一定的概率瞬間出現(xiàn)在墻的另一邊。今年是國際量子年，也是量子力學(xué)創(chuàng)立一百周年。湖南師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院教授彭智慧認(rèn)為，諾貝爾物理學(xué)獎頒發(fā)給這三位科學(xué)家，不僅紀(jì)念了這段光輝歷史，更嘉獎了那些將量子科學(xué)推向前沿的當(dāng)代奠基者。他們的研究證實，即使在宏觀尺度的超導(dǎo)電路中，也能直接觀測到量子隧穿效應(yīng)，為量子技術(shù)的實際應(yīng)用開辟了關(guān)鍵路徑。

范桁指出，他們基于宏觀超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)的量子效應(yīng)構(gòu)成了當(dāng)今超導(dǎo)量子計算的物理基礎(chǔ)。目前，超導(dǎo)量子計算在可擴(kuò)展性和穩(wěn)定性方面展現(xiàn)出巨大潛力，而這三位獲獎科學(xué)家正是這一領(lǐng)域的重要奠基人。

約翰·克拉克和米歇爾·H·德沃雷特曾獲得我國頒發(fā)的2021年度墨子量子獎。陸朝陽介紹，約翰·克拉克在超導(dǎo)和超導(dǎo)電子學(xué)方面作出了重大貢獻(xiàn)，特別是在超導(dǎo)量子干涉期間的開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域。他的研究團(tuán)隊首次觀測到了介觀系統(tǒng)中能級的量子化。米歇爾·H·德沃雷特則在利用超導(dǎo)電路實現(xiàn)量子信息處理方面作出了重要貢獻(xiàn)。

約翰·M·馬丁尼斯是2019年谷歌實現(xiàn)量子優(yōu)越性的核心人物。2014年，他率領(lǐng)美國加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的12人實驗團(tuán)隊加入量子人工智能實驗室。此后五年間，他們從幾個量子比特發(fā)展到最終完成53個比特的“懸鈴木”處理器，這些關(guān)鍵進(jìn)展均由馬丁尼斯主導(dǎo)推進(jìn)。

獲得墨子量子獎后，約翰·克拉克在接受采訪時說的話讓陸朝陽印象深刻：“如果你在實驗中嘗試的一切都成功了，那說明你的目標(biāo)還不夠高?！边@句話點破了科研的精髓：真正的探索必然伴隨失敗，科學(xué)家應(yīng)勇于挑戰(zhàn)高難度目標(biāo)。

彭智慧與約翰·克拉克有過多次接觸，對他懷有一份特別的親切感。他認(rèn)為約翰·M·馬丁尼斯的經(jīng)歷堪稱傳奇，本科攻讀電子學(xué)，隨后在約翰·克拉克教授門下完成物理學(xué)與電子學(xué)交叉方向的博士研究，后來帶領(lǐng)谷歌團(tuán)隊攻堅超導(dǎo)量子計算機(jī)。馬丁尼斯對待學(xué)術(shù)極為嚴(yán)謹(jǐn)，在一次學(xué)術(shù)會議上，他曾當(dāng)場指出導(dǎo)師報告中的錯誤，直言“您這里講得不對”。

談及中國在量子科技領(lǐng)域的發(fā)展，范桁感到很自豪。他說，我國在這一領(lǐng)域已位居全球第一梯隊。中國科學(xué)院物理所、潘建偉院士團(tuán)隊的“祖沖之”系列、浙江大學(xué)、清華大學(xué)、南方科技大學(xué)等取得的系列成果，都在持續(xù)突破超導(dǎo)量子計算關(guān)鍵指標(biāo)的世界紀(jì)錄。國外同行實現(xiàn)了超導(dǎo)比特“從0到1”的概念驗證，而我們更多承擔(dān)“從10到100”的放大與工程化，將實驗室突破快速推向數(shù)十乃至上百量子比特的規(guī)?；⒐こ袒A段，并在此過程中驗證其可擴(kuò)展性與量子優(yōu)越性。