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量子力学
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他们为量子计算机创新应用打开大门
南方都市报· 2025-10-08 07:16
2025年诺贝尔物理学奖获奖成果 - 2025年诺贝尔物理学奖授予三位美国科学家约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷特和约翰·M·马蒂尼斯,以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现象 [3] - 评委会认为获奖者通过实验证明量子世界的特性可在宏观系统中具体化,其超导电气系统可表现出隧穿效应并以特定剂量吸收和发射能量 [3] - 该成果为新一代量子技术发展打开大门,包括量子密码、量子计算机及量子传感器等领域的创新应用 [3] - 获奖者将平分1100万瑞典克朗(约合836万元人民币)奖金 [3] 华裔科学家获奖历史回顾 - 截至目前共有多位具有华裔血统的科学家获得诺贝尔物理学奖 [4][5] - 1957年杨振宁与李政道因提出弱相互作用中宇称不守恒理论获奖,该理论彻底改变了世人对对称性的认识,是华人科学家首次获诺奖 [5] - 其他获奖华裔科学家包括:1976年丁肇中因发现J/ψ粒子获奖;1997年朱棣文因发明激光冷却和俘获原子方法获奖;1998年崔琦因发现分数量子霍尔效应获奖;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] 与诺奖擦肩而过的科学家 - 部分做出奠基性贡献的物理学巨擘因种种原因未能获奖 [6][7] - 英国理论物理学家斯蒂芬·霍金因黑洞奇点定理和霍金辐射研究革新了宇宙认识,但其理论直至离世仍未获实验直接证实,故未获奖 [7] - 吴健雄通过精妙实验验证了“宇称不守恒”理论,是背后不可或缺的关键人物,但本人未能因此获奖,是诺奖历史常见遗憾 [7] - 美国天文学家爱德温·哈勃提出哈勃定律,是宇宙膨胀的有力证据,但在等待获奖期间于1953年离世,未能获奖 [7]
美股三大指数集体收跌;纽约期金首破4000美元/盎司|南财早新闻
21世纪经济报道· 2025-10-08 07:15
今日关注 国家外汇管理局公布,中国9月末外汇储备33386.58亿美元,较8月末上升165亿美元;9月末黄金储备为 7406万盎司,环比增加4万盎司,连续第11个月增持黄金。 宏观经济 1、新华社:10月7日,外交部长王毅应约同韩国外长赵显通电话。王毅表示,中韩是重要近邻和紧密合 作伙伴。中方始终重视中韩关系,愿同韩方增进互信,排除干扰,深化合作,相互成就,共同为地区和 平稳定与发展繁荣作出贡献。 4、10月6日(中秋国庆假期第6日),全社会跨区域人员流动量29819.42万人次,环比增长2.4%,同比 增长7%。 5、"双节"假期受免签政策、离境退税、支付便利等利好影响,中外旅客跨境游需求旺盛,根据国家移 民管理局的预测,国庆假期日均出入境旅客将突破200万人次。 6、当地时间10月7日,瑞典皇家科学院决定将2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克等三位科学家, 以表彰他们在量子力学领域的贡献。 投资要闻 1、10月7日纽约期金历史首次站上4000美元/盎司大关,伦敦现货黄金价格也一度涨破3990美元/盎司。 黄金牛市"吹号手"高盛持续唱多,将2026年12月黄金价格预测上调至每盎司4900美元(此前预测为 ...
科普|让量子现象“肉眼可见”——2025年诺贝尔物理学奖成果解读
新华社· 2025-10-08 00:12
获奖成果核心 - 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·马蒂尼斯,表彰其开创性发现使量子现象“肉眼可见”[1] - 该成果基于前人百年探索,为新一代量子技术发展奠定坚实基础[1] 实验突破细节 - 三名科学家在20世纪80年代于加州大学伯克利分校进行开创性实验,构建了包含两个超导体并由绝缘薄层分隔的电路[2] - 实验展示了超导体中所有带电粒子可表现出“整齐划一”的行为,如同单个粒子充满整个电路[2] - 系统通过量子隧穿效应从零电压状态“逃离”,产生可观测电压,首次实现宏观量子隧穿[2] - 实验表明该系统是量子化的,只能吸收或释放特定能级的能量,与量子力学预测相符[2] - 该实验成果被物理学家类比为将“薛定谔的猫”思想实验变为可置于手掌中的可见电路[2] 历史理论基础 - 量子力学诞生于1925年,是现代物理学重要基础,本次获奖成果基于百年科学探索[3] - 1928年物理学家乔治·伽莫夫通过分析重原子核α衰变首次提出量子隧穿效应理论[3] - 超导研究中,“库珀对”概念由1972年诺贝尔奖得主莱昂·库珀提出,“约瑟夫森结”由1973年诺贝尔奖得主布赖恩·约瑟夫森提出[3] - 获奖科学家在先行者成果基础上,通过“约瑟夫森结”实验首次证实“库珀对”集体呈现量子态时,整个电路能像单个粒子实现隧穿跃迁[3] 技术应用前景 - 量子力学为数字技术提供基础,例如计算机芯片中的微晶体管是成熟的量子技术应用实例[4] - 2025年诺贝尔物理学奖成果为开发下一代量子技术提供机遇,包括量子密码学、量子计算机和量子传感器[4] - 该成就使人们能够在更大尺度上研究量子力学世界,当前多国正开展如量子计算机等相关研究[4] - 推动量子科学领域发展需要国际合作,许多重大成果通过国际合作实现[4][5] - 在量子科学领域,国际合作是寻找未来解决方案的关键,体现了“科学属于全人类”的诺贝尔遗嘱精神[5]
量子电路突破荣获诺贝尔物理学奖
半导体行业观察· 2025-10-07 21:47
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]
三名量子物理学家获2025年诺贝尔物理学奖
新华社· 2025-10-07 21:06
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·马蒂尼斯 [1] - 获奖原因为在电路中实现宏观量子力学隧穿效应和能量量子化 [1] - 该成果为开发量子密码学、量子计算机和量子传感器等下一代量子技术提供了可能 [1] 获奖者背景 - 约翰·克拉克为美国加利福尼亚大学伯克利分校教授 [2] - 米歇尔·H·德沃雷为美国耶鲁大学和加利福尼亚大学圣巴巴拉分校教授 [2] - 约翰·M·马蒂尼斯为美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校教授 [2] 奖金与历史意义 - 三名获奖者将平分1100万瑞典克朗(约合117万美元)奖金 [3] - 2025年正值量子力学诞生百年 获奖成果使人们能够在更大尺度上研究量子力学世界 [1]
今年的诺贝尔物理学奖,为超导量子计算机铺平道路
虎嗅· 2025-10-07 20:22
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]
诺奖对量子计算“下赌注”!谷歌“悬铃木”发明人获奖
第一财经· 2025-10-07 20:09
10月7日,三名来自美国大学的科学家因量子力学方面的贡献获得2025年诺贝尔物理学奖。 其中,来自耶鲁大学的米歇尔·德沃雷特(Michel Devoret)是法国科学家,约翰·克拉克(John Clarke)和约翰·马丁尼斯(John Martinis)分别是英国和美国 科学家,他们因"在电路中发现宏观量子力学隧穿和能量量子化"获奖。 诺贝尔奖颁奖机构在一份声明中表示:"今年的诺贝尔物理学奖为开发下一代量子技术提供了机会,包括量子密码学、量子计算机和量子传感器。"他们用一 系列的实验证明,量子世界的神奇特性可以在足够大的系统中实现。 此次三位获奖者为超导量子计算的研究理论作出重要贡献。一位国内知名量子技术专家对第一财经记者表示:"超导量子计算的基本原理是基于宏观量子效 应和能量量子化,没有这个原理就不能去做量子计算机,所以把奖颁给他们了。但原本业内以为要等到超导量子计算真正落地,他们才会获奖,现在看来诺 奖评委会比业内更心切。" 美国科学家马丁尼斯曾是美国加州大学圣塔芭芭拉分校的教授,后加入谷歌。他的团队在2019年领导实现了 "量子霸权" (也称"量子优越性"),谷歌"悬铃 木"处理器首次在特定任务上展现了 ...
量子论力学100周年,2025年诺贝尔物理学奖公布
仪器信息网· 2025-10-07 20:02
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年诺贝尔物理学奖揭晓,三名科学家因量子力学研究获奖
21世纪经济报道· 2025-10-07 19:22
据央视新闻,当地时间10月7日,瑞典皇家科学院决定将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,以表彰他们"发现电路中的宏观量子力学隧道效应和能量量子 化"。评委会认为,获奖者们通过一系列实验证明,量子世界的奇异特性可以在一个足够大到可以握在 手中的系统中具体化。 (原标题:2025年诺贝尔物理学奖揭晓,三名科学家因量子力学研究获奖) ...
2025年诺贝尔物理学奖揭晓,三位科学家平分836万元
21世纪经济报道· 2025-10-07 19:12
获奖者与奖项 - 2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷特和约翰·M·马蒂尼斯 [1] - 获奖者将平分1100万瑞典克朗(约合836万元人民币)奖金 [1] 获奖研究成果 - 获奖原因为表彰其在"在电路中发现宏观量子力学隧穿和能量量子化" [1] - 研究通过实验证明量子世界的特性可在足够大到能握在手中的系统中具体化 [1] - 超导电气系统可从一种状态隧道进入另一种状态,并可以特定大小的剂量吸收和发射能量 [1]