10月7日，瑞典皇家科學院宣布將2025年諾貝爾物理學獎授予美國科學家約翰·克拉克、米歇爾·H·德沃雷特和約翰·M·馬丁尼斯，表彰他們在電路中發(fā)現(xiàn)宏觀量子力學隧穿和能量量子化。

中國科學院物理研究所研究員范桁對此表示，雖然這一獎項的頒發(fā)比預期來得早，但也在情理之中。他認為，盡管超導量子計算尚未真正落地，其他技術路線也遠未成熟，但這份“提前”的認可更顯其分量，既是對奠基性工作的肯定，也昭示著學界對其未來的堅定信心。他們的發(fā)現(xiàn)是超導量子計算的物理基礎。

量子隧穿效應是一種奇特的量子現(xiàn)象，粒子即使能量不夠高也能有一定概率瞬間穿過看似不可逾越的“能量高墻”。傳統(tǒng)認知中，粒子需要足夠的能量才能翻越勢壘，但量子力學揭示了粒子以概率波形式存在，使其能“隧穿”通過障礙。今年是國際量子年，也是量子力學創(chuàng)立一百周年。湖南師范大學物理與電子科學學院教授彭智慧認為，諾貝爾物理學獎頒發(fā)給這三位科學家，不僅紀念這段光輝歷史，還嘉獎那些真正將量子科學推向前沿的當代奠基者。他們的研究證實，在宏觀尺度的超導電路中也能直接觀測到量子隧穿效應，打破了“量子行為僅存在于微觀世界”的舊有認知，為量子技術的實際應用開辟出關鍵路徑。

范桁指出，基于宏觀超導約瑟夫森結的量子效應構成了當今超導量子計算的物理基礎。目前，超導量子計算在可擴展性和穩(wěn)定性方面展現(xiàn)出巨大潛力，而這三位獲獎科學家正是這一領域的重要奠基人。約翰·克拉克和米歇爾·H·德沃雷特曾獲得我國頒發(fā)的2021年度墨子量子獎。中國科學技術大學教授陸朝陽介紹，約翰·克拉克在超導和超導電子學方面作出重大貢獻，特別是在超導量子干涉期間的開發(fā)和應用領域。他的研究團隊首次觀測到了介觀系統(tǒng)中能級的量子化。而米歇爾·H·德沃雷特則在利用超導電路實現(xiàn)量子信息處理方面作出了重要貢獻。

約翰·M·馬丁尼斯是2019年谷歌實現(xiàn)量子優(yōu)越性的核心人物。2014年，他率領美國加州大學圣塔芭芭拉分校的12人實驗團隊整體加入量子人工智能實驗室。五年間，他們從幾個量子比特發(fā)展到最終完成53個比特的“懸鈴木”處理器，關鍵進展均由馬丁尼斯主導推進。范桁認為，正是他將超導量子計算從實驗室原理驗證推向了芯片級工程實現(xiàn)的新階段。

獲得墨子量子獎后，約翰·克拉克在接受采訪時說：“如果你在實驗中嘗試的一切都成功了，那說明你的目標還不夠高?！边@句話點破了科研的精髓：真正的探索必然伴隨失敗?？茖W家應勇于挑戰(zhàn)高難度目標，不為輕易獲得的成果所滿足。彭智慧回憶，約翰·克拉克是一位和藹可親的長者，而約翰·M·馬丁尼斯則以進取心強和技術實力出眾著稱。他曾在一個學術會議上當場指出導師報告中的錯誤，讓全場聽眾驚訝不已。

談及中國在量子科技領域的發(fā)展，范桁感到自豪。他說，中國在這一領域已位居全球第一梯隊。中國科學院物理所、潘建偉院士團隊的“祖沖之”系列、浙江大學、清華大學、南方科技大學等取得的系列成果，都在持續(xù)突破超導量子計算關鍵指標的世界紀錄。國外同行實現(xiàn)了超導比特“從0到1”的概念驗證，而中國更多承擔“從10到100”的放大與工程化，將實驗室突破快速推向數(shù)十乃至上百量子比特的規(guī)模化、工程化階段，并在此過程中驗證其可擴展性與量子優(yōu)越性。