作者｜馮麗妃 梅進
2025年的諾貝爾獎單項獎金為1100萬瑞典克朗，與2024年持平，合人民幣834.526萬元。
他們的芯片實驗揭示了量子物理的運行機制
物理學中的一個主要問題是，能夠展示量子力學效應的系統最大尺度是多少。今年的諾貝爾獎獲得者通過一個電路進行了實驗，在該系統中，他們同時演示了量子力學隧穿效應和能量量子化，而這個系統的尺寸大到足以用手握住。
量子力學允許粒子通過一種稱為隧穿的過程直接穿過勢壘。一旦涉及大量粒子，量子力學效應通常會變得微不足道。獲獎者的實驗證明，量子力學特性可以在宏觀尺度上變得具體可見。
在1984年和1985年，John clarke、Michel H. Devoret和John M. Martini使用由超導體（一種可以在沒有電阻的情況下傳導電流的元件）構建的電子電路進行了一系列實驗。在電路中，超導元件被一層薄薄的絕緣材料隔開，這種結構被稱為約瑟夫森結。通過精化并測量其電路的各種特性，他們能夠控制并探索當電流通過時出現的現象。共同在超導體中移動的帶電粒子構成了一個系統，其行為就好像它們是填充整個電路的單個粒子一樣。
這個宏觀的類粒子系統最初處于一種電流流動而沒有任何電壓的狀態。系統被束縛在這種狀態中，就像被困在一個無法穿越的勢壘后面。在實驗中，系統通過成功隧穿脫離零電壓狀態，展示了其量子特性。系統狀態的改變通過電壓的出現而被檢測到。
獲獎者們還能夠證明該系統的行為符合量子力學的預測——它是量子化的，意味著它只吸收或發射特定數量的能量。
“能夠見證擁有百年歷史的量子力學不斷帶來新的驚喜，真是太棒了。它也極為有用，因為量子力學是所有數字技術的基礎?！敝Z貝爾物理學委員會主席Olle Eriksson說。
計算機微芯片中的晶體管就是我們周圍已成熟的量子技術的一個例子。今年的諾貝爾物理學獎為發展下一代量子技術提供了機遇，包括量子密碼學、量子計算機和量子傳感器。
John clarke，1942年生于英國劍橋。1968年獲英國劍橋大學博士學位。現為美國加州大學伯克利分校教授。
Michel H. Devoret，1953年生于法國巴黎。1982年獲法國巴黎南大學博士學位。現為美國紐黑文耶魯大學及加州大學圣塔芭芭拉分校教授。
John M. Martinis，1958年出生。1987年獲美國加州大學伯克利分校博士學位?，F為美國加州大學圣塔芭芭拉分校教授。
過去10年諾貝爾物理學獎得主名單
2024年——美國科學家John J. Hopfield和加拿大科學家Geoffrey E. Hinton獲獎，獲獎理由是“基于人工神經網絡實現機器學習的基礎性發現和發明”。
2023年——美國科學家Pierre Agostini、德國科學家Ferenc Krausz和法國/瑞典科學家Anne L’Huillier獲獎，獲獎理由是“開發了產生阿秒光脈沖的實驗方法，用于研究物質中的電子動力學”。
2022年——法美奧三位科學家Alain Aspect、John F. Clauser和Anton Zeilinger獲獎，獲獎理由是“進行了糾纏光子的實驗，確立了貝爾不等式的違反，并開創了量子信息科學”。
2021年——美德意三位科學家因“對人們理解復雜物理系統的開創性貢獻”而獲獎。美籍日裔科學家Syukuro Manabe、德國科學家Klaus Hasselmann的獲獎理由是“物理模擬地球氣候，量化變化和可靠地預測全球變暖”；意大利科學家Giorgio Parisi的獲獎理由是“發現從原子到行星尺度的物理系統的無序和波動的相互作用”。
2020年——英國科學家Roger Penrose獲獎，獲獎理由是“發現黑洞形成是廣義相對論的一個有力預測”；另外兩位獲獎者是德國和美國科學家Reinhard Genzel、Andrea Ghez，獲獎理由是“在銀河系中心發現了一個超大質量的致密天體”。
2019年——美國科學家James Peebles獲獎，獲獎理由是“在物理宇宙學的理論發現”；另外兩位獲獎者是瑞士科學家Michel Mayor和Didier Queloz，獲獎理由是“發現了一顆圍繞類太陽恒星運行的系外行星”。
2018年——美法加三位科學家Arthur Ashkin、Gerard Mourou和Donna Strickland獲獎，獲獎理由是“在激光物理學領域所作出的開創性發明”。
2017年——三位美國科學家Rainer Weiss、Barry C. Barish和Kip S. Thorne獲獎，獲獎理由是“對LIGO探測器和引力波觀測的決定性貢獻”。
2016年——英美三位科學家David J. Thouless、F. Duncan M. Haldane和J. Michael Kosterlitz獲獎，獲獎理由是“理論發現拓撲相變和拓撲相物質”。
2015年——日本科學家Takaaki Kajita和加拿大科學家Arthur B. McDonald獲獎，獲獎理由是“發現了中微子振蕩，表明中微子具有質量”。
諾貝爾物理學獎小知識
——截至2024年，諾貝爾物理學獎共頒發了118次，沒有頒發的六年分別是1916、1931、1934、1940、1941和1942年。
——從1901年至2024年，共227人次獲獎，實際獲獎個人為226人，因為美國物理學家John Bardeen于1956年和1972年兩次獲獎。
——118次頒獎中，47次為單獨獲獎者，33次為2人共享，38次為3人共享。
——最年輕的獲獎者是英國物理學家Lawrence Bragg，1915年因“用X射線對晶體結構的分析所作的貢獻”與父親一起獲獎，時年25歲。
——最年長的獲獎者是美國物理學家Arthur Ashkin，2018年因“在激光物理學領域所作出的開創性發明”獲獎，時年96歲。
——226位諾貝爾物理學獎得主中，有5位女性。分別是1903年的居里夫人（居里夫人另外還獲得1911年的化學獎）、1963年的Maria Goeppert-Mayer、2018年的Donna Strickland、2020年的Andrea Ghez，以及2023年的Anne L’Huillier。
——諾獎史上的“家庭”諾獎。
夫婦：Marie Curie和Pierre Curie夫婦獲得1903年的諾貝爾物理學獎；
父子：William Bragg和Lawrence Bragg父子獲得1915年的諾貝爾物理學獎；Niels Bohr獲得1922年諾貝爾物理學獎，其子Aage N. Bohr獲得1975年諾貝爾物理學獎；Manne Siegbahn獲得1924年諾貝爾物理學獎，其子Kai M. Siegbahn獲得1981年諾貝爾物理學獎；J. J. Thomson獲得1906年諾貝爾物理學獎，其子George Paget Thomson獲得1937年諾貝爾物理學獎。
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