讓量子世界登上晶片的3名科學家獲頒諾貝爾物理獎

瑞典皇家科學院（The Royal Swedish Academy of Sciences）本周二（10/7）宣布，把2025年的諾貝爾物理獎（Nobel Prize in Physics）頒給了John Clarke、Michel Devoret與John Martinis，3人透過人造超導電路，成功展現並驗證量子穿隧與能量量子化等現象，證明量子效應可存在於巨觀系統中，為現代量子科技與量子電腦奠定了重要基礎。

Clarke是加州大學柏克萊分校的物理系教授，亦為超導量子裝置實驗室的主持人，現仍為該校名譽教授。Devoret及Martinis都是Clarke的學生，獲獎的是他們3人在1984年至1985年間於實驗室共同進行的研究。其中，Martinis曾是Google量子AI裝置負責人，而Devoret現在正擔任Google量子硬體的首席科學家。

瑞典皇家科學院說明，物理學界長期關注的一大問題是：量子效應究竟能延伸到多大的系統？量子力學允許粒子藉由穿隧過程（Tunnelling）直接穿過屏障，而能量量子化指的是能量並非連續變化，而是像量子一樣，一階一階地跳，不管是穿隧或能量量子化最初只出現在微觀世界中，而難以於大型及可工程化的系統裡複製。

本屆獲獎的3名科學家，則藉由Josephson接面（Josephson Junction）來建構超導電路，首度於人造晶片上成功重現並驗證上述量子特性，證明了量子力學的規則同樣適用於巨觀系統。Josephson接面是由一個超導體（S）、一個極薄的絕緣體（I）及另一層超導體組成，發現當改變電流時，系統能量只會以固定臺階變化，電流也能透過量子穿隧跨越絕緣體，展現出一個具備量子化行為的電學系統。

美國物理學會（American Institute of Physics，AIP）指出，過去量子力學被歸類在微觀領域，於有形世界中幾乎無法觀察到，他們3人率先證明量子效應能夠於宏觀尺度上發揮作用，迄今Josephson接面已被廣泛應用在量子運算、感測及密碼學上，這些劃時代的技術發展，如果沒有上述的開創性研究成果，將無法實現。

Google也說，Josephson接面為現今超導量子位元（Qubit）的基礎，亦是Google Quantum AI量子位元設計的關鍵元件。

Clarke向《Nature》等媒體透露，他起初只認為他們的發現在某些方面會是量子運算的基礎，從沒想過它可能是諾貝爾獎的基礎，儘管他身為指導教授，但Martinis與Devoret的貢獻更是不可或缺。

他們3人將均分1,100萬瑞典克朗（約120萬美元）的獎金。