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专家解读诺贝尔物理学奖:三位获奖人为超导量子计算奠基
新京报·2025-10-07 22:50

获奖成果与核心贡献 - 2025年诺贝尔物理学奖授予美国科学家John Clarke、Michel H Devoret和John M Martinis,表彰他们发现了电路中的宏观量子力学隧穿效应和能量量子化 [1] - 三位获奖人的奠基性工作为超导量子计算奠定了基础,他们于1985年首次在宏观可控系统中观测到量子效应,将量子器件从微观尺度突破到宏观尺度 [2][3] - 获奖成果证明了量子力学的波动行为可通过超导等宏观量子态出现在宏观系统中,具有重要的基础科学意义 [4] 超导量子计算技术特点 - 超导量子计算是宏观量子态,其量子比特器件(超导约瑟夫森结)是肉眼可见的宏观器件,在极低温(比绝对零度高0.01℃)下展示出量子化能级和叠加等量子效应 [1][2] - 与经典计算比特只能处于0或1状态不同,量子比特是0和1的叠加态,带来了超强的并行计算能力,使量子计算机在解决特定问题时超越经典计算机 [1] - 超导量子比特无法在常温下工作,需置于稀释制冷机中以避免热量噪声干扰 [2] 行业发展与应用前景 - 超导量子计算是目前所有量子计算技术路线中发展最成熟的一条,谷歌、IBM及国内诸多研究组均集中于此路线 [3][5] - 量子计算被视为可能带来颠覆性影响的下一代信息技术,有望在五到十年内在实用问题上演示其优越性 [5] - 未来量子计算与经典计算机(CPU、GPU)融合,预计将在人工智能、生物医药、密码安全、材料制造等领域展现远超经典计算机的计算能力 [5] 关键人物与产业推动 - John M Martinis是推动超导量子比特从几个发展到几十个的关键人物,其团队约10年前加入谷歌,极大推动了超导量子计算的迅速发展 [2][3] - 2019年,John M Martinis在谷歌领导的团队使用53个量子比特实现了量子霸权,展示了超越经典计算的能力 [2] - Michel H Devoret和John M Martinis在谷歌量子计算团队中发挥了关键作用 [3]