瑞典皇家科学院宣布2025年诺贝尔物理学奖授予John Clarke、Michel Devoret与John Martinis

瑞典皇家科学院本周二（10月7日）宣布，将2025年诺贝尔物理学奖授予John Clarke、Michel Devoret与John Martinis，以表彰他们通过人造超导电路成功展示并验证了量子隧穿与能量量子化等现象，证明量子效应可存在于宏观系统中，为现代量子科技与量子计算机的发展奠定了重要基础。

Clarke是加州大学伯克利分校物理系教授，同时也是超导量子装置实验室的负责人，目前仍担任该校名誉教授。Devoret和Martinis均为Clarke的学生，此次获奖的研究成果源于他们在1984至1985年间于该实验室共同开展的工作。其中，Martinis曾担任Google量子AI硬件团队负责人，而Devoret现任Google量子硬件首席科学家。

瑞典皇家科学院指出，物理学界长期以来关注的一个核心问题是：量子效应究竟能在多大尺度的系统中显现？量子力学允许粒子通过隧穿效应直接穿过势垒，而能量量子化则意味着能量并非连续变化，而是以离散的“能级”跳跃式改变。这些现象最初仅在微观世界中被观察到，难以在大型或可工程化的系统中复现。

本届三位获奖科学家利用约瑟夫森结（Josephson Junction）构建超导电路，首次在人工芯片上成功重现并验证了上述量子特性，证明了量子力学规律同样适用于宏观系统。约瑟夫森结由两层超导体夹着一层极薄的绝缘体构成。研究发现，当调节电流时，系统的能量只能以固定台阶的形式变化，同时电流也能通过量子隧穿穿越绝缘层，展现出具有明显量子化行为的电学系统。

美国物理联合会（American Institute of Physics, AIP）表示，过去量子力学被认为局限于微观领域，在宏观现实中几乎无法观测。这三位科学家首次证明量子效应可以在宏观尺度上发挥作用。如今，约瑟夫森结已被广泛应用于量子计算、高精度传感以及量子密码学等领域。如果没有他们的开创性工作，这些前沿技术的发展将难以实现。

Google方面也指出，约瑟夫森结是当前超导量子比特（qubit）的核心结构，也是Google Quantum AI量子比特设计中的关键元件。

Clarke在接受《Nature》等媒体采访时表示，他当初只认为这项发现可能在某些方面成为量子计算的基础，从未想过会成为诺贝尔奖级别的成果。尽管他是指导教授，但他强调Martinis与Devoret的贡献至关重要且不可或缺。

三人将平分1100万瑞典克朗（约合120万美元）的奖金。