两位诺奖得主曾获我国墨子量子奖奠基超导量子计算

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2025-10-09 09:45:38 光明网

10月7日，瑞典皇家科学院宣布将2025年诺贝尔物理学奖授予美国科学家约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷特和约翰·M·马丁尼斯，表彰他们在电路中发现宏观量子力学隧穿和能量量子化。

中国科学院物理研究所研究员范桁对此表示，虽然这一奖项的颁发比预期来得早，但也在情理之中。他认为，尽管超导量子计算尚未真正落地，其他技术路线也远未成熟，但这份“提前”的认可更显其分量，既是对奠基性工作的肯定，也昭示着学界对其未来的坚定信心。他们的发现是超导量子计算的物理基础。

量子隧穿效应是一种奇特的量子现象，粒子即使能量不够高也能有一定概率瞬间穿过看似不可逾越的“能量高墙”。传统认知中，粒子需要足够的能量才能翻越势垒，但量子力学揭示了粒子以概率波形式存在，使其能“隧穿”通过障碍。今年是国际量子年，也是量子力学创立一百周年。湖南师范大学物理与电子科学学院教授彭智慧认为，诺贝尔物理学奖颁发给这三位科学家，不仅纪念这段光辉历史，还嘉奖那些真正将量子科学推向前沿的当代奠基者。他们的研究证实，在宏观尺度的超导电路中也能直接观测到量子隧穿效应，打破了“量子行为仅存在于微观世界”的旧有认知，为量子技术的实际应用开辟出关键路径。

范桁指出，基于宏观超导约瑟夫森结的量子效应构成了当今超导量子计算的物理基础。目前，超导量子计算在可扩展性和稳定性方面展现出巨大潜力，而这三位获奖科学家正是这一领域的重要奠基人。约翰·克拉克和米歇尔·H·德沃雷特曾获得我国颁发的2021年度墨子量子奖。中国科学技术大学教授陆朝阳介绍，约翰·克拉克在超导和超导电子学方面作出重大贡献，特别是在超导量子干涉期间的开发和应用领域。他的研究团队首次观测到了介观系统中能级的量子化。而米歇尔·H·德沃雷特则在利用超导电路实现量子信息处理方面作出了重要贡献。

约翰·M·马丁尼斯是2019年谷歌实现量子优越性的核心人物。2014年，他率领美国加州大学圣塔芭芭拉分校的12人实验团队整体加入量子人工智能实验室。五年间，他们从几个量子比特发展到最终完成53个比特的“悬铃木”处理器，关键进展均由马丁尼斯主导推进。范桁认为，正是他将超导量子计算从实验室原理验证推向了芯片级工程实现的新阶段。

获得墨子量子奖后，约翰·克拉克在接受采访时说：“如果你在实验中尝试的一切都成功了，那说明你的目标还不够高。”这句话点破了科研的精髓：真正的探索必然伴随失败。科学家应勇于挑战高难度目标，不为轻易获得的成果所满足。彭智慧回忆，约翰·克拉克是一位和蔼可亲的长者，而约翰·M·马丁尼斯则以进取心强和技术实力出众著称。他曾在一个学术会议上当场指出导师报告中的错误，让全场听众惊讶不已。

谈及中国在量子科技领域的发展，范桁感到自豪。他说，中国在这一领域已位居全球第一梯队。中国科学院物理所、潘建伟院士团队的“祖冲之”系列、浙江大学、清华大学、南方科技大学等取得的系列成果，都在持续突破超导量子计算关键指标的世界纪录。国外同行实现了超导比特“从0到1”的概念验证，而中国更多承担“从10到100”的放大与工程化，将实验室突破快速推向数十乃至上百量子比特的规模化、工程化阶段，并在此过程中验证其可扩展性与量子优越性。

(责任编辑：zx0176)

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