新华社斯德哥尔摩10月7日电 科普｜让量子现象"肉眼可见"——2025年诺贝尔物理学奖成果解读 新华社记者郭爽 张兆卿 朱昊晨 量子力学诞生百年之际，瑞典皇家科学院7日将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·马蒂尼斯三名量子物理学家。正是他们在前人百年探索基础上的开创性发现，让我们"看 见"曾只存在于微观领域的量子现象，也为新一代量子技术的发展奠定了坚实基础。 今年获奖的三名量子物理学家正是在这些先行者的成果基础上，通过"约瑟夫森结"实验首次证实，当超 导体中的"库珀对"集体呈现量子态时，整个电路能像单个粒子一样实现隧穿跃迁，打破了量子效应仅存 在于微观世界中的传统认知。 通向新的世界 上世纪80年代，三名获奖科学家在加利福尼亚大学伯克利分校进行了一系列开创性实验。他们构建了一 个包括两个超导体的电路，并用一层完全不导电的薄材料将这些超导体分开。在这项实验中，他们展示 了一种现象：超导体中所有带电粒子都可以表现出"整齐划一"的行为，就好像它们是充满整个电路的单 个粒子一样。 这个系统起初被"困在"一个没有电压、但有电流在超导体中流动的状态中。在实验中，该系统展现出量 子特性 ...

诺贝尔物理学委员会成员埃娃·奥尔松当天接受新华社记者采访时说："我们在评审时并没有意识到今年 是量子力学诞生百年，直到颁奖前才意识到这一巧合。"她说，今年的获奖成就打开了一扇门，使人们 能够在更大尺度上研究量子力学世界。 瑞典皇家科学院常任秘书汉斯·埃勒格伦当天在皇家科学院会议厅公布了获奖者名单及主要成就。诺贝 尔物理学委员会当天表示，今年的诺贝尔物理学奖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。 量子力学在1925年诞生，今年正值百年。诺贝尔物理学委员会主席奥勒·埃里克松当天表示，百年来量 子力学不断带来新的惊喜，它大有用处，为数字技术提供了基础。 据诺奖官网介绍，约翰·克拉克于1942年出生于英国，为美国加利福尼亚大学伯克利分校教授；米歇尔 ·H·德沃雷1953年出生于法国，为美国耶鲁大学和加利福尼亚大学圣巴巴拉分校教授；约翰·M·马蒂尼斯 出生于1958年，为美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校教授。 新华社斯德哥尔摩10月7日电（记者郭爽 张兆卿）在量子力学诞生百年之际，瑞典皇家科学院7日宣 布，将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 ...

新能源基础设施合作 - 中国石化与宁德时代合作的首座骐骥重卡换电站在福清投入运营 位于G15沈海高速与324国道交会枢纽 服务南北电动重卡货运网络并辐射江阴港等物流集散地 [2] - 换电站将打通沿海绿色货运走廊 大幅提升电动重卡补能效率 成为全国组网中的关键站点 [2] 量子计算技术突破 - 澳大利亚量子技术公司Diraq与imec合作实现硅基量子芯片保真度超99% 达到实验室水平 [2] - 该突破标志量子计算机向实用规模迈出关键一步 研究成果发表于《自然》杂志 [2] 半导体制造创新 - 国家信息光电子创新中心发布首套全国产化12寸硅光全流程套件 支持设计测试封装一体化 [3] - 套件性能达量产要求 可缩短研发周期并降低制造成本 目前正支撑龙头企业试产高速硅光芯片 [3] 移动储能系统应用 - 重庆发布全国首套交直流一体化充放电移动储能系统 储存容量达3135度电 相当于8.5万个1万毫安充电宝 [4] - 系统可为30辆电池容量100千瓦时的新能源车充电 配备6把充电枪 单枪最大输出功率160千瓦 适用于移动充电站及应急救援等场景 [4]

AI发展预测 - 到2050年全球将有40亿台人工智能驱动的机器 [2] - 人工智能工作效率远超人类 全球可衡量GDP约80%将由机器人创造 [2] - 人工智能将达到人类智力水平的十万倍 [3] 生产力成本比较 - 制造机器人仅需1天 培养人力资源平均需22年 效率提升5000-7000倍 [2] - 制造机器人成本约1万美元 人力资源培养成本在10万至40万美元之间 [2] - 机器人制造成本仅为人类五十分之一 年工作时长至少是人类十倍 [2] 能源技术突破 - 量子计算机将承担全球10%的计算任务 [3] - 核聚变技术企业Helion计划2028年为微软提供电力 [3] - 核聚变技术预计15年内全面推广 将基本解决世界能源问题 [3]

技术突破 - 采用GKP量子纠错编码首次实现通用逻辑门集 大幅减少运算所需物理量子比特数量 [1] - 通过3组实验利用保罗陷阱和室温激光阵列操控镱离子 实现逻辑量子比特间纠缠逻辑门 [1] - 新开发量子控制软件基于物理模型设计逻辑门 最大限度减少对GKP码的扰动 [2] 行业影响 - GKP码能将连续量子振荡转化为离散状态 使错误识别和修正更高效 以更紧凑方式编码逻辑量子比特 [1] - 该技术突破为量子硬件高效处理信息奠定基础 缓解量子计算机资源开销紧张状况 [1][2] - 未来量子计算机在硬件规模和运行效率间有望找到新平衡点 加速从实验室走向实用化进程 [2]

日本大阪大学和广岛大学科学家合作，首次在铈铑锡（CeRhSn）材料中直接观测到受普朗克时间（量 子力学最小时间单位）调控的重费米子量子纠缠现象。这项发表于《自然》合作期刊《npj量子材料》 的研究，为开发基于固态材料的新型量子计算机开辟了新途径。 最新发现不仅帮科学家进一步深化了对量子纠缠本质以及重费米子之间复杂相互作用的理解，更开辟了 在固态材料中操控量子态，从而构建新型量子计算机的新途径。对这类纠缠态持续开展深入研究，或将 为量子通信、量子计算等领域带来全新解决方案。 重费米子是固体中传导电子与局域磁性电子强相互作用形成的"增重版"电子，其引发的非常规超导等特 性一直是凝聚态物理研究热点。铈铑锡材料具有独特的准笼目晶格结构，以拥有"几何阻挫效应"著称。 几何阻挫效应指某些特定几何结构的物理系统，由于无法同时满足内部所有竞争相互作用，系统无法达 到能量最低的稳定状态，而引发一系列奇异量子现象。 （文章来源：科技日报） 实验发现，在几何阻挫作用下，铈铑锡内电子的有效质量急剧增加，形成重费米子。更惊人的是，在高 温环境下，这些重费米子不再遵守普通金属世界里的规则，而是变为非费米子液体，其寿命更逼近10- 43秒 ...

欧盟量子科技投资 - 欧盟启动"量子旗舰计划"二期投资45亿欧元 是一期10亿欧元的4.5倍 [3][4] - 投资动机源于量子技术具有颠覆性潜力 若不参与将面临技术淘汰风险 [3][4] - 量子计算机利用量子比特并行计算能力 理论上可破解现有加密系统 [3] 全球量子竞争格局 - 美国通过《国家量子倡议法》5年投资82亿美元 中国已建成"京沪干线"量子通信网络 [4] - 欧盟技术进展落后于中美 需通过大规模投资保持竞争力 [4] - 量子研发具有高风险特性 如量子比特存在"退相干"技术瓶颈 [5] 中国企业角色转变 - 中国企业首次参与量子技术标准制定 实现从技术跟随到规则制定的跨越 [6] - 中国在量子通信(潘建伟团队)和量子计算(阿里云平台)领域具备技术优势 [6] - 欧盟选择与中国合作源于技术互补和市场考量 中国在特种光纤等供应链环节具备竞争力 [7] 量子技术应用前景 - 量子通信可实现绝对安全加密 中国"京沪干线"已投入实际应用 [8] - 量子计算将颠覆药物研发流程 缩短新药开发周期从十年级到月级 [9] - 量子传感器精度达现有技术1000倍 可应用于医疗检测和地质勘探 [9][10] 全球合作发展趋势 - 量子研发需跨国协作 中国"墨子号"卫星与欧洲机构开展联合实验 [11] - 技术标准制定呈现开放态势 欧盟主动纳入中国企业参与 [11] - 核心专利仍存在竞争 但整体趋向技术共享模式 [12]

量子计算技术发展 - IBM计划在2029年前于纽约波基普西的新量子数据中心交付全球首台大规模容错量子计算机[1] - 新量子计算机"Starling"的运算能力将比当前量子计算机高出20000倍以上[1] 量子计算机性能突破 - 用户将能全面探索量子态，突破现有量子计算机仅能访问有限量子特性的限制[1]

室温超荧光研究突破 - 国际团队在《自然》杂志发文阐述室温下实现超荧光现象的机制与材料条件 [1] - 研究有助于设计能在室温下实现奇异量子态（如超导、超流或超荧光）的材料 [1] - 推动无需极低温度即可运行的量子计算机等应用的发展 [1] 宏观量子相干性 - 首次展示在室温下产生宏观量子相干性的实验与理论依据 [1] - 解释了某些材料在环境温度下实现奇异量子态表现更好的原因 [1] - 量子世界中的集体现象被称为"宏观量子相变" [1] 量子态形成机制 - 通常量子相变仅能在超低温（接近绝对零度）下发生 [1] - 高温下的热噪声会干扰粒子间的同步，阻止量子态的形成 [1] - 杂化钙钛矿材料的原子结构可保护量子粒子团体免受热噪声干扰 [1] 极化子与孤子结构 - 研究揭示了杂化钙钛矿材料中"隔热"效应的具体机制 [2] - 激光激发材料中的电子时，大量极化子聚集形成"孤子"结构 [2] - 实验首次直接测量了极化子从无序向有序状态的演变过程 [2] 量子技术应用前景 - 宏观量子态如超导性是所有量子技术的核心基础 [2] - 当前量子技术受限于对低温环境的需求 [2] - 研究为设计高温工作量子材料提供了准则 [2]

量子计算材料突破 - 英国牛津大学和爱尔兰科克大学等机构合作开发新技术，首次实验证实天然材料碲化铀（UTe2）具备内在拓扑超导性，为大规模容错型量子计算机的核心材料筛选提供关键方法 [1] - 量子计算机的量子比特易受环境噪声干扰导致"量子退相干"，拓扑超导体被认为是突破这一瓶颈的理想材料，其表面能承载"马约拉纳费米子"全新量子粒子 [1] - 理论上马约拉纳费米子可稳定存储量子信息，不受当前量子计算机面临的噪声和无序环境干扰 [1] 实验技术与发现 - 研究团队使用扫描隧道显微镜（STM）和全新"安德列夫STM"操作技术，这是首个可专门探测拓扑超导表面态的实验技术，全球仅三处实验室可实现 [1] - 实验结果表明UTe2确实是一种内在拓扑超导体，但马约拉纳费米子以成对形式存在无法单独分离，尚不能满足可操作量子比特的全部条件 [2] 行业应用与影响 - 研究首次找到一种方法可一劳永逸地确定某种材料是否能有效用于量子计算微芯片 [2] - 微软今年早些时候发布世界上第一个由拓扑核心驱动的量子处理单元马约拉纳1，但需基于传统材料堆栈合成拓扑超导体 [2] - 此次研究意味着科学家可使用简单晶体材料取代复杂昂贵的人工电路，为下一代量子计算提供更经济高效的拓扑量子比特解决方案 [2]