[转发] 直播回放|2025诺贝尔物理学奖解读—新闻—科学网

2025诺贝尔物理学奖解读
直播时间：2025年10月7日（周二） 17：00
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【直播简介】
10月7日，诺贝尔物理学奖评选结果直播刚刚发布。中国科学报社特邀中国科学院物理研究所研究员梁文杰、上海交通大学物理与天文学院教授李亮、北京理工大学物理学院特别副研究员许坤等多位权威专家，为您带来精彩解读，敬请关注！

刚刚，2025年诺贝尔物理学奖揭晓！—新闻—科学网

作者｜冯丽妃 梅进

北京时间10月7日下午5时45分许，2025年诺贝尔物理学奖揭晓。美国科学家John clarke、Michel H. Devoret和John M. Martinis获奖，以表彰他们“发现宏观量子力学隧穿和电路中的能量量子化”。

2025年的诺贝尔奖单项奖金为1100万瑞典克朗，与2024年持平，合人民币834.526万元。

他们的芯片实验揭示了量子物理的运行机制

物理学中的一个主要问题是，能够展示量子力学效应的系统最大尺度是多少。今年的诺贝尔奖获得者通过一个电路进行了实验，在该系统中，他们同时演示了量子力学隧穿效应和能量量子化，而这个系统的尺寸大到足以用手握住。

量子力学允许粒子通过一种称为隧穿的过程直接穿过势垒。一旦涉及大量粒子，量子力学效应通常会变得微不足道。获奖者的实验证明，量子力学特性可以在宏观尺度上变得具体可见。

在1984年和1985年，John clarke、Michel H. Devoret和John M. Martini使用由超导体（一种可以在没有电阻的情况下传导电流的元件）构建的电子电路进行了一系列实验。在电路中，超导元件被一层薄薄的绝缘材料隔开，这种结构被称为约瑟夫森结。通过精化并测量其电路的各种特性，他们能够控制并探索当电流通过时出现的现象。共同在超导体中移动的带电粒子构成了一个系统，其行为就好像它们是填充整个电路的单个粒子一样。

这个宏观的类粒子系统最初处于一种电流流动而没有任何电压的状态。系统被束缚在这种状态中，就像被困在一个无法穿越的势垒后面。在实验中，系统通过成功隧穿脱离零电压状态，展示了其量子特性。系统状态的改变通过电压的出现而被检测到。

获奖者们还能够证明该系统的行为符合量子力学的预测——它是量子化的，意味着它只吸收或发射特定数量的能量。

“能够见证拥有百年历史的量子力学不断带来新的惊喜，真是太棒了。它也极为有用，因为量子力学是所有数字技术的基础。”诺贝尔物理学委员会主席Olle Eriksson说。

计算机微芯片中的晶体管就是我们周围已成熟的量子技术的一个例子。今年的诺贝尔物理学奖为发展下一代量子技术提供了机遇，包括量子密码学、量子计算机和量子传感器。

John clarke，1942年生于英国剑桥。1968年获英国剑桥大学博士学位。现为美国加州大学伯克利分校教授。

Michel H. Devoret，1953年生于法国巴黎。1982年获法国巴黎南大学博士学位。现为美国纽黑文耶鲁大学及加州大学圣塔芭芭拉分校教授。

John M. Martinis，1958年出生。1987年获美国加州大学伯克利分校博士学位。现为美国加州大学圣塔芭芭拉分校教授。

过去10年诺贝尔物理学奖得主名单

2024年——美国科学家John J. Hopfield和加拿大科学家Geoffrey E. Hinton获奖，获奖理由是“基于人工神经网络实现机器学习的基础性发现和发明”。

2023年——美国科学家Pierre Agostini、德国科学家Ferenc Krausz和法国/瑞典科学家Anne L’Huillier获奖，获奖理由是“开发了产生阿秒光脉冲的实验方法，用于研究物质中的电子动力学”。

2022年——法美奥三位科学家Alain Aspect、John F. Clauser和Anton Zeilinger获奖，获奖理由是“进行了纠缠光子的实验，确立了贝尔不等式的违反，并开创了量子信息科学”。

2021年——美德意三位科学家因“对人们理解复杂物理系统的开创性贡献”而获奖。美籍日裔科学家Syukuro Manabe、德国科学家Klaus Hasselmann的获奖理由是“物理模拟地球气候，量化变化和可靠地预测全球变暖”；意大利科学家Giorgio Parisi的获奖理由是“发现从原子到行星尺度的物理系统的无序和波动的相互作用”。

2020年——英国科学家Roger Penrose获奖，获奖理由是“发现黑洞形成是广义相对论的一个有力预测”；另外两位获奖者是德国和美国科学家Reinhard Genzel、Andrea Ghez，获奖理由是“在银河系中心发现了一个超大质量的致密天体”。

2019年——美国科学家James Peebles获奖，获奖理由是“在物理宇宙学的理论发现”；另外两位获奖者是瑞士科学家Michel Mayor和Didier Queloz，获奖理由是“发现了一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星”。

2018年——美法加三位科学家Arthur Ashkin、Gerard Mourou和Donna Strickland获奖，获奖理由是“在激光物理学领域所作出的开创性发明”。

2017年——三位美国科学家Rainer Weiss、Barry C. Barish和Kip S. Thorne获奖，获奖理由是“对LIGO探测器和引力波观测的决定性贡献”。

2016年——英美三位科学家David J. Thouless、F. Duncan M. Haldane和J. Michael Kosterlitz获奖，获奖理由是“理论发现拓扑相变和拓扑相物质”。

2015年——日本科学家Takaaki Kajita和加拿大科学家Arthur B. McDonald获奖，获奖理由是“发现了中微子振荡，表明中微子具有质量”。

诺贝尔物理学奖小知识

——截至2024年，诺贝尔物理学奖共颁发了118次，没有颁发的六年分别是1916、1931、1934、1940、1941和1942年。

——从1901年至2024年，共227人次获奖，实际获奖个人为226人，因为美国物理学家John Bardeen于1956年和1972年两次获奖。

——118次颁奖中，47次为单独获奖者，33次为2人共享，38次为3人共享。

——最年轻的获奖者是英国物理学家Lawrence Bragg，1915年因“用X射线对晶体结构的分析所作的贡献”与父亲一起获奖，时年25岁。

——最年长的获奖者是美国物理学家Arthur Ashkin，2018年因“在激光物理学领域所作出的开创性发明”获奖，时年96岁。

——226位诺贝尔物理学奖得主中，有5位女性。分别是1903年的居里夫人（居里夫人另外还获得1911年的化学奖）、1963年的Maria Goeppert-Mayer、2018年的Donna Strickland、2020年的Andrea Ghez，以及2023年的Anne L’Huillier。

——诺奖史上的“家庭”诺奖。

夫妇：Marie Curie和Pierre Curie夫妇获得1903年的诺贝尔物理学奖；

父子：William Bragg和Lawrence Bragg父子获得1915年的诺贝尔物理学奖；Niels Bohr获得1922年诺贝尔物理学奖，其子Aage N. Bohr获得1975年诺贝尔物理学奖；Manne Siegbahn获得1924年诺贝尔物理学奖，其子Kai M. Siegbahn获得1981年诺贝尔物理学奖；J. J. Thomson获得1906年诺贝尔物理学奖，其子George Paget Thomson获得1937年诺贝尔物理学奖。

量子力学百年！他们，用人类的尺度揭示量子特性——2025年诺贝尔物理学奖解读—新闻—科学网

2025年是量子力学诞生一百周年。量子力学描述的是什么？是在单个粒子尺度上才“显现”的物理特性。在量子物理学中，这些现象比光学显微镜所能观测到的还要小得多，它们被称为“微观”现象。

这与由大量粒子构成的“宏观”现象形成对比。例如，一个日常生活中常见的球，由分子组成来描述的话就是天文数字级别的，它不会表现出任何量子力学效应。人们都知道，每次把球扔向墙壁，它都会反弹回来。然而，一个单独的粒子在其微观世界中，有时却能直接穿过类似墙的障碍，出现在“墙”的另一侧。这种量子力学现象被称为“隧穿”。

今年的诺贝尔物理学奖，表彰了那些在宏观尺度上、涉及大量粒子的情况下，成功观测到量子隧穿现象的实验。1984年和1985年，约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷特和约翰·M·马丁尼斯三位科学家在美国加州大学伯克利分校进行的一系列实验，构建了一个包含两个超导体的电路。超导体是能够以零电阻传导电流的材料，这两个超导体之间由一层完全不导电的薄材料隔开。但在实验中，他们证明了可以控制并研究一种现象：超导体中的所有带电粒子协同运动，表现得就像一个单一的粒子，充满整个电路。

这种类粒子系统被束缚在一个有电流流动但没有电压的状态中。在实验中，该系统通过量子隧穿效应展现出了量子特性：从零电压状态中逃逸出来，并产生一个电势差（电压）。

与此同时，今年的三位获奖者还证明了这一系统的能量是量子化的——即它只能以特定的、分立的量吸收或释放能量。

什么是隧穿与跨越？

为了开展研究，三位获奖者借助了数十年来发展起来的理论概念和实验工具。

我们知道，量子物理与相对论共同构成了所谓“现代物理学”的基础。过去一个世纪以来，无数科研人员一直在探索其深远含义。

单个粒子发生隧穿的现象，其实早已为人所知。1928年，物理学家乔治·伽莫夫意识到，正是隧穿效应导致某些重原子核以特定方式发生衰变。原子核内部各种力的相互作用在其周围形成了一道势垒，将内部粒子束缚其中。然而，尽管存在这道势垒，原子核的一小部分仍有时能分裂出来，穿过势垒逃逸出去，从而使原来的原子核转变为另一种元素。如果没有隧穿效应，这类核衰变就不可能发生。

隧穿是一种量子力学过程，其中包含着随机性。某些类型的原子核具有又高又宽的势垒，因此其粒子需要很长时间才能出现在势垒之外；而另一些类型的原子核则更容易发生衰变。如果人们只观察单个原子，那无法预测隧穿何时会发生；但通过观测大量同种原子核的衰变行为，可以测量出隧穿发生的平均时间。描述这一现象最常见的方法是“半衰期”概念，即样品中一半原子核发生衰变所需的时间。

物理学家很快开始思考：是否有可能研究一种涉及多个粒子同时参与的隧穿现象？探索新型实验的一个方向，源自某些材料在极低温下出现的特殊现象。

在普通导电材料中，电流的产生是由于存在可在整个材料中自由移动的电子。在某些材料中，穿过导体的独立电子会变得有序，形成一种协调一致的“舞蹈”，毫无阻力地流动。此时材料就变成了超导体，而电子则两两结合成对。这种电子对被称为“库珀对”，以莱昂·库珀命名。他与约翰·巴丁和罗伯特·施里弗共同详细描述了超导体的工作机制（三人因此获得1972年诺贝尔物理学奖）。

库珀对的行为与普通电子完全不同。电子具有很强的“个体性”，倾向于彼此保持距离——两个具有相同性质的电子不可能处于同一状态。这一点在原子中可以明显看到，例如电子分布在不同的能级（即电子壳层）上。然而，当超导体中的电子结成对后，它们的部分个体性就消失了；虽然两个独立的电子总是可区分的，但两个库珀对却可以完全相同。这意味着超导体中的所有库珀对可以被描述为一个整体，一个统一的量子力学系统。用量子力学的语言来说，它们具有一个共同的波函数。这个波函数描述了在给定状态下观测到该系统的概率及其具有的特定性质。

科学家们的起步

这些课题恰好契合约翰·克拉克的研究。他当时是美国加州大学伯克利分校的教授，此前于1968年在英国剑桥大学获得博士学位后移居美国。在伯克利，他组建了自己的研究团队，专注于利用超导体和约瑟夫森结来探索多种物理现象。

到20世纪80年代中期，米歇尔·H·德沃雷特在巴黎获得博士学位后，作为博士后加入了约翰·克拉克的研究团队。该团队还包括博士生约翰·M·马丁尼斯。他们三人共同承担起证明“宏观量子隧穿”的挑战。实验装置必须极其精细，并采取大量措施屏蔽外界干扰。他们成功地优化并精确测量了电路的所有特性，从而能够深入理解该系统的运行机制。

（图片来源：瑞典皇家科学院）

为了测量量子现象，他们向约瑟夫森结注入一个微弱的电流，并测量电压（电压与电路中的电阻相关）。最初，约瑟夫森结两端的电压为零，这符合预期，因为系统的波函数被限制在一个不会产生电压的状态中。接着，他们研究了系统从该状态隧穿出去所需的时间，一旦发生隧穿，就会出现电压。由于量子力学本质上具有随机性，他们进行了大量重复测量，并将结果绘制成图，从中读取零电压状态的持续时间。这种方法类似于通过大量衰变事件的统计来测量原子核的半衰期。

三位科学家构建了一个使用超导电路的实验装置。承载该电路的芯片尺寸约为一厘米。此前，隧穿效应和能量量子化主要在仅含少数粒子的系统中被研究；而在此实验中，这些量子现象出现在一个包含数十亿个库珀对的宏观量子系统中，这些库珀对遍布整个芯片上的超导体。因此，这项实验将量子效应从微观尺度推进到了宏观尺度。

这种隧穿现象表明，实验中那些协调运动的库珀对，表现得就像一个巨大的单一粒子。当科学家们进一步观察到系统具有分立的、量子化的能级时，这一结论得到了进一步证实。

量子力学之所以得名，正是源于人们发现微观过程中的能量，是以离散的“包”（即“量子”）形式存在的。今年的三位获奖者向零电压状态引入了不同波长的微波，发现其中某些频率的微波被系统吸收，导致系统跃迁到更高的能级。这表明：当系统能量更高时，零电压状态的持续时间更短——这正是量子力学所预测的结果。

理论与实践意义

这项实验对理解量子力学具有深远影响。以往在宏观尺度上展示的量子效应，通常是由大量微小单元各自独立的量子性质叠加而成。这些微观组分共同导致宏观现象，例如激光、超导体和超流体。然而，这一实验却不同：它从一个本身就具有宏观性的状态，即大量粒子共享的统一波函数产生了一个宏观效应——可测量的电压。

理论物理学家安东尼·莱格特曾将获奖者的宏观量子系统，与著名的“薛定谔的猫”思想实验相比较。在该思想实验中，如果不去观察，猫就同时处于“活着”和“死亡”的叠加态（薛定谔因此获得1933年诺贝尔物理学奖）。这个思想实验的初衷是揭示这种状态的荒谬性，因为在宏观尺度上，量子力学的特殊性质通常会被抹去。人们无法在实验室中真正展示一只猫的量子叠加态。

然而，莱格特认为，今年三位获奖者所进行的一系列实验表明，确实存在一些现象，其中大量粒子共同表现出量子力学所预测的行为。尽管由众多库珀对构成的这个宏观系统在尺寸上仍比一只小猫小好几个数量级，但由于实验测量的是整个系统的整体量子特性，因此在量子物理学家看来，它与薛定谔那只假想中的猫在本质上是相当类似的。

这类宏观量子态，为人们利用微观粒子世界规律进行新实验提供了新的可能。它可以被视为一种“大型人工原子”——一个带有电缆和接口的人工原子，可以连接到新的测试装置中，或用于开发新型量子技术。例如，这类人工原子可用于模拟其他量子系统，帮助人们理解它们的性质。

另一个实用例子，则是马丁尼斯后来进行的量子计算机实验，该实验正是利用了他与另外两位获奖者所研究的能量量子化特性——他使用具有量子化能级的电路作为信息载体，即量子比特（qubit）。最低能级和第一个激发态分别代表“0”和“1”，这正是构建未来量子计算机的技术路径之一。

可以说，今年的获奖者不仅深化了人们对物理世界的理解，也为发展新一代量子技术（包括量子加密、量子计算和量子传感等领域）开辟了新路径。

诺贝尔物理学委员会主席奥勒·埃里克松表示：“量子力学在百年发展历程中持续带来新突破，值得共同庆贺。而这项研究更具重大应用价值，因为量子力学是所有数字技术的基石。”

师徒三人拿下诺奖！但是，好像给得“有点早”？—新闻—科学网

 在量子力学诞生百年的2025年，这个领域又添了新的诺贝尔物理学奖。

北京时间10月7日下午5时45分许，2025年诺贝尔物理学奖揭晓。美国科学家约翰·克拉克（John Clarke）、米歇尔·德沃雷特（Michel Devoret）和约翰·马丁尼斯（John Martinis）获奖，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”。

“我完全惊呆了，我从来没有想过它会拿到诺贝尔奖。”当克拉克得知自己获奖时，大吃一惊。

1984年和1985年，克拉克带着他的博士后德沃雷特和学生马丁尼斯，对由超导体构建的电子电路做了一系列实验，证明了量子世界不仅存在于微观世界，它的奇异特性还可以在像手掌那么大的宏观系统中具象体现出来。

40年后的今天，作为曾经的团队负责人，克拉克强调，这一发现离不开他的两位团队成员的贡献。他感慨说：“原则上我当然算是团队的负责人，但他们的贡献确实是巨大的。”

诺贝尔物理学委员会主席奥勒·埃里克森（Olle Eriksson）表示：“能够庆祝百年历史的量子力学不断带来新的惊喜，这真是太棒了。量子力学也是极其有用的，因为它是所有数字技术的基础。”

 约翰·克拉克（John Clarke）、米歇尔·德沃雷特（Michel Devoret）、约翰·马丁尼斯（John Martinis）（从左至右）

虽然时隔40年，但“奖项似乎给得有点早”

《中国科学报》：时隔三年，诺贝尔物理学奖再次颁给了量子力学领域，你对此有何感想？

梁文杰（中国科学院物理研究所研究员）：我没想到宏观量子效应和能量量子化会获得诺贝尔物理学奖，但仔细去想，它们确实是比较基础的概念，获得诺贝尔物理学奖也很合适，只不过，目前这两个概念在应用领域并没有实现革命性的爆发，奖项似乎给得有点早，这是我个人的判断。

郭国平（中国科学技术大学教授、中国科学院量子信息重点实验室副主任）：这次物理学奖颁给这三位科学家，首先我觉得是比较大胆，毕竟量子计算的超导路线目前还并未完全走通或一定成功；其次，我认为这代表了西方科学界对量子计算的一种鼓励的态度，这是一种导向。

某从事超导量子计算研究、要求匿名的科学家：纯粹个人看法，我认为是早了。我认为等超导量子计算机真正落地实现的那天再颁发给他们，可能才是最有说服力的。因为一旦真正实现了超导量子计算机，它将直接改变人类处理信息的格局。

但这其实也正是我想要呼吁的，我特别担心诺奖颁发给超导量子计算的开创者之后，大家会认为超导量子计算机会马上实现，更担心别有用心者会过度炒作甚至消费量子计算机，这对我们真正做超导量子计算的人而言，是一种伤害。

李晓鹏（复旦大学物理学系教授）：颁奖前我也在想，这次诺贝尔物理学奖大概率会颁给量子领域的科学家，因为今年刚好是现代量子力学诞生100周年。我并没有想到是这三位科学家，但他们绝对是实至名归的。我作为量子领域从业的科研人员，心情肯定非常激动，也很受鼓舞。

李亮（上海交通大学物理与天文学院教授）：宏观量子力学隧穿效应和能量量子化虽然是相对小众的领域，但是它至少属于物理学。因此，听到物理学奖颁发给这个领域后，我有一种如释重负的感觉，觉得物理学奖终于“回归正常”了。

诺奖评选近两年发生了很大变化，这可能是诺奖评奖委员会“与时俱进”的结果。今年它一方面强调基础的前沿理论，同时又密切联系实际应用。从这个意义上讲，诺奖评委会是下了一番功夫的。

为超导量子计算的发展奠定了基础

《中国科学报》：能否通俗地介绍一下“宏观量子力学隧穿效应和能量量子化”是什么意思？这个研究有什么“用处”？

梁文杰：“量子隧穿效应”通俗一点讲就是崂山道士念个咒语，然后穿到墙的另一边了，这是量子力学的基本特点。在量子力学中，一个基本粒子的位置在空间上是弥散的，碰上一个势垒时，它有一部分几率是在这儿，有一部分的几率直接跨过去了，势垒对它来说没有任何影响。今年诺贝尔物理学奖涉及的“宏观量子隧穿”，就是说隧穿效应达到了可以宏观观测的程度，即毫米级甚至更大尺度上。我们身边常见的宏观量子效应就是超导体。“能量量子化”是指能量只能按一份一份地变化。就像水龙头里流出来的水，经典条件下想调大流速，就把水龙头开大；但如果是量子化的，比方说水流只能从每秒流1立方到2立方、3立方，但要想调到1.5立方就做不到了。这几位诺奖得主发现宏观电路也存在量子化行为，可以借此进行精准的能量和信息传输和校准。传统发现的量子隧穿效应都是在非常小的体系下，本次授奖的工作证明量子隧穿也可以出现在拿在手里的器件里，且发现了其中的能量量子化效应，这一效应有可能成为未来电路的基础，即电子电路不再只依靠数电子电量控制信息，而是宏量的电子相位相干调控来控制信息，这可能是他们（诺奖委员会）看重的。

李晓鹏：这三位科学家和2022年获得诺贝尔物理学奖的三位科学家研究的领域很不一样。量子力学最初是为了解释原子、电子等非常微观的粒子行为。2022年，三位科学家正是因为在单光子尺度上验证了量子纠缠现象而获奖。今年的三位得主，则是在宏观器件中发现了量子力学隧穿和能量量子化。在此之前，科学家并不知道在宏观的人造器件中是否能够观测到量子现象，但他们通过设计超导电路系统，成功观测到了量子力学效应，颠覆了以往的认知。这个发现也为后面超导量子计算的发展奠定了基础，谷歌现在推动的超导量子计算路线正是源于此。

李亮：隧穿效应、能级量子化都是量子力学领域非常基本的物理概念，同时，它又和下一代量子技术密切相关，量子比特、量子计算、量子传感、量子密码等技术都从此概念出发，离开能级的量子化，所有这些量子电路的功能都无法实现。

匿名科学家：在量子力学领域，有一个自然而然的问题是：量子力学在宏观体系中是不是适用？他们40年前的这项实验，正是从科学的角度证明了宏观体系一样满足量子力学规律。他们在电路中把温度、噪声等干扰降低到极低水平，证明了宏观体系中存在相同的量子效应，这直接催生了超导量子计算整个方向的发展。总结来说，一是它有很深的物理思想，就是量子力学的适用范围；二是它促进了超导量子计算的诞生和发展。

不会因为一次诺奖就一定“前景光明”

《中国科学报》：此次量子力学获得诺贝尔物理学奖，会对量子力学及相关领域未来的发展带来怎样的影响？我国在此方面的布局如何？

匿名科学家：三位开创者虽然开辟了超导量子计算这条路线，但同时指出了这其中的难点：如何把宏观量子体系的噪声、温度等各种干扰因素降到单量子水平，尤其是在到了一定规模之后，这背后的科学问题和工程问题是极其复杂和有难度的。所以，我希望这次诺奖之后，大家对量子计算机的研发还是要保持耐心，这个领域并不会因为颁发了诺奖就一定前景光明、一帆风顺。

罗卫东（上海交通大学物理与天文学院教授）：今年的诺奖能给他们，主要是因为他们研究的超导约瑟夫森结中展现出的宏观量子性质，包括量子隧穿和量子化能级。这是我们发展下一代量子技术的基础，我个人认为这是建造未来量子计算机最重要的技术路线。我想，这对我国量子计算的发展具有鼓励和推动的作用。

李晓鹏：目前，量子计算开始从实验室走向应用，我们也在关注量子计算是否可以在一些有价值的问题上展现出应用优势，但具体落地应用还需要时间。不过，现在确实是量子科技发展的大时代，诺贝尔奖只是一个方面，接下来肯定会引发社会各界越来越多的关注，推动量子计算从基础科学向应用发展。

梁文杰：现在主流的量子计算的几条路径，包括超导量子计算、光量子计算、冷原子量子计算，以及硅自旋量子计算等，最接近工程化的可能就是超导量子计算。目前国内中国科学技术大学潘建伟院士领导的团队贡献很大，中国科学院物理研究所、复旦大学等诸多单位也都在这个方面贡献着自己的力量。中国的量子计算在世界上有重大影响力。

荣誉不只归于“大佬”

《中国科学报》：你跟几位获奖者是否有过交集？他们给你什么样的印象？

罗卫东：这三位获奖人里，最年长的是约翰·克拉克教授，他一直在美国加州大学伯克利分校任教。大概20多年前，我在加州大学伯克利分校的物理系读博士时，在物理系楼里经常能碰到他。他个人特征还挺明显的，在我的印象里，他就是个笑眯眯的高个子老头。

匿名科学家：现在美国做量子计算的人中，许多都是克拉克的“徒子徒孙”。克拉克很有大科学家的风范，我记得有次开会遇到他，他的学生们把他围在中间，热火朝天地讨论量子计算相关问题。我印象中，德沃雷特是一个非常执着的人。记得一次在日本开会，他做完报告后我上前去找他请教几个学术问题，德沃雷特非常严谨，认真地问我问的是什么，然后才条分缕析地答复我。马丁尼斯是非常活跃且思路开阔的人，关于他的“江湖传说”有很多。

郭国平：我们课题组没有跟这三位科学家合作过，但早年间在几次会议上跟他们都遇到过，尤其是马丁尼斯，他应该也是最知名的，当年谷歌量子计算机的打造，他功不可没。马丁尼斯给人的印象是非常纯粹的一位科学家，特别是他非常专注于技术细节，对技术追求非常高，而且总能一点一点往前做。

李晓鹏：我在一些会议上和马丁尼斯打过交道，一起喝过酒也聊过天。在我看来，马丁尼斯是一位典型的美国式科学家，对自己的研究非常有热情，也很随和，很愿意和年轻人打成一片，探讨科学问题。我最近一次见到他，是在2018年，我们聊了未来超导量子计算的发展方向。这一年刚好是一个很关键的节点——马丁尼斯领导团队开发了72量子比特的新量子处理器Bristlecone。这项工作使得超导量子比特的错误率降到了量子纠错的阈值，意味着未来有可能做成超导量子计算机。当时，马丁尼斯对超导量子计算机的发展表示了巨大的信心。回过头来看，超导量子计算的发展趋势和他当时的预测一致。如去年12月，谷歌发布了最新量子芯片Willow，不过马丁尼斯已经离开谷歌了。

梁文杰：我觉得非常鼓舞人的是，克拉克带着学生和博士后拿到了今年的物理学奖。我的印象里，这样的师生组合获诺奖的比较少，这也鼓励了所有年轻的老师和学生们，荣誉并不都只归于“大佬”，他们三位在该成果中的贡献都得到了认可。

《中国科学报》：此次诺奖的颁发，对我们有何启发？

郭国平：作为从业者，只觉得肩上的压力更大了、担子更重了。

李晓鹏：我认为，国内的量子科技，包括量子计算、量子通讯和量子精密测量，已经发展到了跟国外同一水平。但同时也需要承认，我国在基础科学创新、人才积累方面，与美国仍有一定差距。

罗卫东：今年这个诺奖是属于凝聚态物理领域。凝聚态物理领域的科研大部分都是相对小团队的，一个导师带着几个学生、博后干。很多时候小的科研团队自由探索型的研究，也能够做出很重要的贡献。

梁文杰：我觉得每个年轻科研人员还是要找到让自己一谈起来两眼发光的领域，不必在意这个领域是否能得到诺贝尔奖，关于在于你是否感兴趣并且认为这个工作特别重要，值得花一辈子去追求。

这两位诺奖得主曾获得我国颁发的奖项—新闻—科学网

刚刚，瑞典皇家科学院宣布，将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·马丁尼斯，以表彰他们在电路中发现宏观量子力学隧穿和能量量子化。

得知诺奖授予该领域，中国科学院物理研究所研究员范桁表示，虽在意料之外，却在情理之中。“奖项的确比预期来得要早。”他说，“超导量子计算尚未真正落地，其他技术路线也远未成熟。但正因如此，这份‘提前’的认可更显其分量，它既是对奠基性工作的肯定，也昭示着学界对其未来的坚定信心。”

他们的发现是超导量子计算的物理基础

量子隧穿效应是一种奇特的量子现象，就像粒子会“穿墙术”。即使它的能量不够高，撞上一堵看似不可逾越的“能量高墙”，也仍有一定的概率瞬间出现在墙的另一边。在传统认知中，粒子需要足够的能量才能翻越势垒，但量子力学揭示了粒子以概率波形式存在，使其能“隧穿”通过看似不可逾越的障碍。

今年是国际量子年，也恰逢量子力学创立一百周年。“诺贝尔物理学奖颁发给这三位科学家，其意义不仅在于纪念这段光辉历史，更在于嘉奖那些真正将量子科学推向前沿的当代奠基者。”湖南师范大学物理与电子科学学院教授彭智慧说，他们的研究证实，即使在宏观尺度的超导电路中，也能直接观测到量子隧穿效应。这一发现打破了“量子行为仅存在于微观世界”的旧有认知，为量子技术的实际应用开辟出关键路径。

范桁认为，他们所发现的、基于宏观超导约瑟夫森结的量子效应，构成了当今超导量子计算的物理基础。目前，超导量子计算发展迅速，无论在可扩展性还是稳定性方面都展现出巨大潜力，而这三位获奖科学家，正是这一领域的重要奠基人。

其中，约翰·克拉克和米歇尔·H·德沃雷特曾获得我国颁发的2021年度墨子量子奖。“给这两位颁发墨子量子奖，主要是表彰他们作为领军人物开创了超导量子电路。”中国科学技术大学教授、墨子量子科技基金会秘书长陆朝阳说。

陆朝阳介绍，约翰·克拉克在超导和超导电子学方面作出了重大贡献，特别是在超导量子干涉期间的开发和应用领域。他的研究团队首次观测到了介观系统中能级的量子化，他们在实验上证实了就像原子一样，单个约瑟夫森结也具有分立的能级。而米歇尔·H·德沃雷特在利用超导电路来实现量子信息处理方面作出了重要贡献。

另一位获奖者约翰·M·马丁尼斯是2019年谷歌实现“量子霸权”的核心人物。2014年，他率领美国加州大学圣塔芭芭拉分校的12人实验团队整体加入量子人工智能实验室。“此后五年间，他们从几个量子比特到最终完成53个比特的‘悬铃木’处理器，关键进展均由马丁尼斯主导推进。”范桁介绍，正是他将超导量子计算从实验室原理验证，推向了芯片级工程实现的新阶段。

两位获奖者是师生关系

获得墨子量子奖后，约翰·克拉克在接受采访时说的话，让陆朝阳至今印象深刻。“他说，希望你们能记住这条忠告：如果你在实验中尝试的一切都成功了，那说明你的目标还不够高。”陆朝阳认为，“这句话点破了科研的精髓：真正的探索，必然伴随失败。科学家应勇于挑战高难度目标，不为轻易获得的成果所满足。”

彭智慧与约翰·克拉克有过多次接触，对他怀有一份特别的亲切感。他回忆道：“我导师蔡兆申教授是第一个做出固态量子比特的团队负责人，他和我导师是挚友，因此常来访问，我和他的接触也多了起来。在我印象里，他就是一位和蔼可亲的长者。”

说起三位获奖者中谁最令他印象深刻，彭智慧毫不犹豫地选择了约翰·M·马丁尼斯。在他看来，马丁尼斯的经历堪称一段传奇：本科攻读电子学，随后在约翰·克拉克教授门下完成物理学与电子学交叉方向的博士研究，后来更带领谷歌团队攻坚超导量子计算机。

“他是一个进取心非常强的人，始终以造出通用超导量子计算机为目标。大约二十年前，我就见识过他极强的技术实力：当时的很多实验设备，都是他亲自设计、自己动手搭建的。”彭智慧说。

更重要的是，马丁尼斯对待学术极为严谨。彭智慧分享了一则轶事：“在一次学术会议上，他的导师约翰·克拉克正在作报告，马丁尼斯却在台下当场指出错误，直言‘您这里讲得不对’。这个举动让全场听众都十分惊讶。”

谈及中国在量子科技领域的发展，范桁感到很自豪。他说：“我国在这一领域已位居全球第一梯队。中国科学院物理所、潘建伟院士团队的‘祖冲之’系列、浙江大学、清华大学、南方科技大学等团队系列成果，都在持续突破超导量子计算关键指标的世界纪录。”

“国外同行实现了超导比特‘从0到1’的概念验证，而我们更多承担‘从10到100’的放大与工程化，将实验室突破快速推向数十乃至上百量子比特的规模化、工程化阶段，并在此过程中验证其可扩展性与量子优越性。”范桁说道。