奖项核心信息 - 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，以表彰他们在电路中实现宏观量子力学隧穿效应和能量量子化的贡献 [1] - 获奖者的实验在芯片上进行，展示了量子力学隧道效应和量子能级可以被操控，揭示了量子物理学的实际应用 [1] 理论原理阐述 - 量子隧道效应是指电子等微观粒子能够穿越经典物理学认为不可逾越的能量势垒的特性，可通俗解释为“穿墙术” [2] - 能量量子化是量子理论的核心概念，指微观系统中能量的变化是以不连续的、离散的最小单位（量子）形式进行，如同楼梯台阶 [2] - 获奖者的贡献在于通过实验表明，量子力学特性可以在宏观尺度上具体化，宏观粒子状系统可通过隧道效应摆脱零电压状态，并且系统的能量模式是量子化的 [3] 技术应用与前景 - 宏观量子力学隧道效应和能量量子化可应用于半导体设备，如隧道二极管和超导量子干涉器等 [4] - 这些原理是半导体（智能手机、计算机等电子设备的核心部件）的工作原理，也为量子计算机、微波通信等未来技术发展提供关键理论支撑 [4] - 隧道二极管在高速电子设备中具有重要应用，如在射频振荡器、高频开关、变频器、微波通信、雷达系统及其他高速电子仪器中 [5] - 基于该理论的微波通信（频率0.3GHz至300GHz）可能超越光纤通信，提供更好更快的无线宽带，并应用于手机、电视、通信卫星的信号传递 [6] 基础科学与广泛影响 - 量子力学隧道效应是太阳核聚变得以实现的核心机制，允许质子在相对低的温度下“穿过”能量壁垒发生聚变，维持太阳数十亿年的寿命 [7] - 该研究成果将开创人类未来生活，在半导体、量子计算机、微波通信、手机等方面的应用已显现曙光 [7]