Шведская королевская академия наук присудила Нобелевскую премию по физике 2025 Джону Кларку, Мишелю Деворе и Джону Мартинису за эксперименты, показавшие макроскопическое квантовое туннелирование и квантование энергии в электрической цепи, достаточно крупной, чтобы держать её в руках. Эти работы заложили основу для нового поколения квантовых технологий, от вычислений до датчиков.
Что именно открыли лауреаты и почему это важно
Учёные ответили на фундаментальный вопрос современной физики: насколько «большими» могут быть системы, в которых проявляются квантовые эффекты. В их схемах на основе сверхпроводников с джозефсоновским переходом, разделённым тонким изолятором, зафиксировали два ключевых явления: туннелирование (переход из состояния «без напряжения» в проводящий режим через энергетический барьер) и квантование энергии (поглощение/испускание строго определённых порций энергии). Тем самым квантовая механика «вышла за пределы микромира», проявившись на уровне устройства, собранного из реальных компонентов.
Эксперименты Кларка, Деворе и Мартиниса были проведены в середине 1980-х и стали поворотной точкой: сверхпроводящая цепь ведёт себя так, словно это единая «частица» — система из многих электронов, у которой можно наблюдать переходы между дискретными энергетическими уровнями и спонтанный выход из состояния нулевого напряжения благодаря туннелированию. Эти результаты сегодня напрямую подпитывают развитие сверхпроводящих кубитов, квантовой криптографии и высокочувствительных квантовых датчиков.
Где сейчас лауреаты? Кларк — профессор UC Berkeley. Деворе — ведущий теоретик (Yale/Collège de France). Мартинис — один из пионеров сверхпроводящих кубитов, руководивший проектом Google Quantum AI. Их общий вклад — превращение «чистой науки» квантовых явлений в быстро растущую технологическую область.
Коротко о терминах
-
Квантовое туннелирование — переход системы через энергетический барьер, который «классически» непреодолим. Вероятность зависит от высоты барьера и параметров системы.
-
Квантование энергии — система может поглощать/излучать энергию только порциями (дискретными уровнями), что и наблюдали в сверхпроводящей цепи.
Почему это касается нас
Практические приложения уже на горизонте: сверхпроводящие кубиты лежат в основе квантовых процессоров; квантовые датчики и криптография получают импульс из той же физики. Именно такие эксперименты превращают фундаментальную теорию в инженерные решения следующего десятилетия.
Заключение
Работы Кларка, Деворе и Мартиниса убедительно показали: квантовые эффекты можно не только «увидеть», но и контролировать на уровне инженерных устройств. Это редкий случай, когда фундамент открывает прямую дорогу к технологиям — от вычислений до точных измерений.
