获奖者背景与核心实验 - 获奖者约翰·克拉克出生于英国剑桥，拥有剑桥大学博士学位，马蒂尼出生于美国，拥有加州大学伯克利分校博士学位，德沃雷特出生于法国巴黎，拥有巴黎第十一大学博士学位 [5] - 实验使用由绝缘层隔开的"约瑟夫森结"超导电路，超导体在特定温度下电阻消失 [5] - 研究证实穿过超导体的带电粒子行为类似于填充整个电路的单个粒子，并表现出量子隧穿效应，穿过绝缘层移动到另一侧，同时观察到能量量子化现象 [5] 量子隧穿效应的科学价值 - 量子隧穿效应是电子或原子核等粒子以概率方式突破传统无法逾越能量壁垒的量子力学现象，由粒子波动性所致 [7] - 该现象常见于恒星核聚变等自然过程、闪存技术及扫描隧道显微镜等先进工具中 [7] - 研究证明隧穿效应不仅可在量子世界重现，还能在现实世界电路中重现，为制造现代量子芯片奠定基础 [8] 行业应用与未来技术影响 - 诺贝尔委员会指出所有先进技术如手机、相机和光纤电缆均依赖量子力学 [5] - 超导量子比特是量子技术的主要硬件技术之一，该研究为其奠定基础 [9] - 研究为量子计算机、量子密码学和量子传感器等下一代创新奠定基础 [9] 历史背景与学术认可 - 约翰·克拉克表示四十年前完成的研究获奖是巨大惊喜，并认为该发现是量子计算的基础 [5] - 伦敦帝国理工学院教授评价该获奖是当之无愧的好消息 [9] - 2022年诺贝尔物理学奖曾授予量子信息科学领域研究者，凸显该领域持续受到学术界的重视 [10]

诺贝尔物理学奖获奖成果 - 2025年诺贝尔物理学奖授予约翰・克拉克、米歇尔・H・德沃雷和约翰・M・马丁尼斯，以表彰他们"在电路中发现宏观量子力学隧穿效应与能量量子化现象" [1] - 获奖实验证明量子力学特性可在宏观尺度体现，解决了"系统能展示量子力学效应的最大尺寸"这一核心问题 [1] - 实验构建了约一厘米大小的芯片，其中包含数十亿个库珀对，将量子效应从微观原子尺度拓展到宏观尺度 [37] 实验核心发现 - 实验展示了宏观量子隧穿现象：一个由两个超导体通过绝缘薄层隔开的电路，其波函数被限制在零电压状态，但能通过量子隧穿逃逸并产生电压 [21][24][35] - 实验证明该系统是量子化的，只能以特定量值吸收或释放能量 [15][38] - 通过注入不同波长微波，系统吸收能量后跃迁到更高能级，较高能级的隧穿发生率更高，与量子力学预测完全一致 [39][41] 技术路径与行业影响 - 获奖研究是超导量子计算技术的奠基和里程碑之作，为超导量子计算机的飞速发展铺平道路 [2][43] - 超导量子电路技术是目前工程化程度最高、最具前景的量子计算技术路线之一，利用量子化状态电路作为量子比特 [2][43] - 该宏观量子系统被视为人造量子态的基础构件，可用于模拟其他量子系统，助力理解量子世界 [42] 学术价值与历史地位 - 实验首次从本身具有宏观特性的量子态中直接产生可测量的宏观电压效应，不同于以往由大量微观单元组合引发的宏观量子现象 [42] - 该宏观量子系统被类比为"薛定谔的猫"思想实验，表明涉及大量粒子的宏观系统其集体行为完全符合量子力学预测 [42] - 专家评论认为此次获奖实至名归，与2012年授予量子计算硬件的诺贝尔奖类似，标志着量子计算硬件领域的重大进展 [3]

2025年诺贝尔物理学奖获奖成果 - 2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、麦克·H·德沃雷特和约翰·M·马蒂尼，表彰他们发现电子电路中的宏观量子力学隧穿和能量量子化[2][4] - 获奖者通过实验证明量子世界的奇异特性可以在宏观尺度的系统中具体化，其超导电气系统能够实现状态隧穿和特定剂量能量吸收发射[8][15] - 该实验使用两个超导体构建电路，中间用薄绝缘层隔开，展示了超导体中所有带电粒子一致表现为单个粒子的现象[17] 实验技术细节 - 实验在1984年和1985年于加州大学伯克利分校进行，使用超导电路和约瑟夫森结来研究宏观量子隧道效应[17][27] - 研究人员通过向约瑟夫森结注入微弱电流并测量电压，发现系统从零电压状态穿出隧道产生电压的过程[28] - 实验装置芯片大小约为一厘米，涉及数十亿个库珀对，将量子力学效应从微观尺度转变为宏观尺度[30] 量子力学原理应用 - 量子隧道效应是单个粒子穿过微观屏障的现象，而获奖实验展示了涉及大量粒子的宏观尺度隧道效应[17][22] - 超导体中的库珀对可以描述为单波函数，其集体行为使得宏观系统表现出量子化能级特性[23][24][30] - 实验证明系统只吸收或发射特定量的能量，较高能级的隧道效应发生概率更大[30][32] 实际应用与理论意义 - 宏观量子态可被视为大规模人造原子，用于模拟其他量子系统和开发量子技术[33] - 马蒂尼后续利用能量量子化进行量子计算机实验，使用量子化态电路作为量子比特[33] - 该实验为量子力学理解提供新信息，证明大量粒子系统仍可表现出量子力学预测的行为[32][33][34] 诺贝尔物理学奖背景 - 2024年诺贝尔物理学奖授予约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿，表彰他们在人工神经网络机器学习领域的贡献[8][35] - 2023年获奖者开发了产生阿秒光脉冲的实验方法，2022年获奖者进行了纠缠光子实验和量子信息科学研究[35] - 2021年获奖者研究复杂系统包括气候建模，2020年获奖者研究黑洞形成理论和银河系中心超大质量天体[36]

2025年诺贝尔物理学奖获奖信息 - 2025年诺贝尔物理学奖授予科学家约翰·克拉克、麦克·H·德沃雷特、约翰·M·马蒂尼三人 [1] - 获奖原因为表彰他们"发现电路中的宏观量子力学隧道效应和能量量子化" [1] 华裔科学家获奖历史 - 1957年杨振宁与李政道因提出在弱相互作用中宇称并不守恒获奖，此为华人科学家首次获得诺贝尔奖 [5] - 1976年丁肇中因发现J/ψ粒子获奖 [5] - 1997年朱棣文因发明激光冷却和俘获原子的方法获奖 [5] - 1998年崔琦因发现分数量子霍尔效应获奖 [5] - 2009年高锟因在光纤通信领域的突破性成就获奖，被誉为"光纤之父" [5] 近十年诺贝尔物理学奖获奖回顾 - 2024年奖项授予约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿，表彰其通过人工神经网络实现机器学习的基础性发现和发明 [10] - 2023年奖项授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶，表彰其在阿秒光脉冲方面的贡献 [10] - 2022年奖项授予阿兰·阿斯佩、约翰·克劳泽和安东·蔡林格，表彰其在纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学方面的贡献 [10] - 2021年奖项授予真锅淑郎、克劳斯·哈塞尔曼（地球气候物理模型及全球变暖预测）和乔治·帕里西（物理系统中无序和波动的相互作用） [11] - 2020年奖项授予罗杰·彭罗斯（证明黑洞是广义相对论结果）、赖因哈德·根策尔和安德烈娅·盖兹（银河系中央发现超大质量天体） [11] - 2019年奖项授予詹姆斯·皮布尔斯（物理宇宙学理论发现）以及米歇尔·马约尔与迪迪埃·奎洛兹（发现系外行星） [11] - 2018年奖项授予阿瑟·阿什金、热拉尔·穆鲁及唐娜·斯特里克兰，表彰其在激光物理学领域的突破性贡献 [11] - 2017年奖项授予雷纳韦斯、巴里巴瑞斯和吉普索恩，表彰其引力波探测研究 [12] - 2016年奖项授予大卫·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨，表彰其发现物质的拓扑相变和拓扑相 [12] - 2015年奖项授予梶田隆章和亚瑟·麦克唐纳，表彰其发现中微子振荡并证明中微子有质量 [12]

诺贝尔物理学奖获奖信息 - 2025年诺贝尔物理学奖授予科学家约翰·克拉克、麦克·H·德沃雷特、约翰·M·马蒂尼 [1] - 获奖原因为发现电路中的宏观量子力学隧道效应和能量量子化 [1] - 获奖者将平分1100万瑞典克朗（约合836万元人民币）奖金 [1][2]