让量子力学隧穿效应被宏观世界所观测到，这获得了今年的诺贝尔物理学奖

继续诺贝尔奖时间。在昨天的生理学或医学奖颁出后，北京时间 10 月 7 日下午 5 点 45 分，今年的诺贝尔物理学奖由瑞典皇家科学院正式公布。

三位科学家获奖，他们分别是约翰·克拉克（John Clarke）、米歇尔·H·德沃雷特（Michel H. Devoret）和约翰·M·马丁尼斯（John M. Martinis）。获奖理由是表彰他们“发现了电路中的宏观量子力学隧穿和能量量子化现象”（for the discovery of macroscopic quantum mechanical tunnelling and energy quantisation in an electric circuit）。

其中约翰·克拉克 1942 年在剑桥出生，1968 年他在剑桥大学获得物理学博士学位，现在他是美国加州大学伯克利分校实验物理学教授。

米歇尔·H·德沃雷特 1953 年在巴黎出生，1982 年获得巴黎第十一大学物理学博士学位，现在是耶鲁大学和加州大学圣巴巴拉分校教授，而约翰·M·马丁尼斯在 1958 年出生，1987 年他获得了加州大学伯克利分校物理学博士学位，现在他也是加州大学圣巴巴拉分校的物理学教授。

当然大家对于后两位科学家的关注有个重点在于他们和商业世界的密切关系，两位都在 Google 有项目：米歇尔·H·德沃雷特是现任 Google 量子人工智能（Google Quantum AI）项目的首席科学家，而这一项目就是约翰·M·马丁尼斯 2014 年在 Google 组建的，他在 2020 年 4 月因意见分歧辞去了职务。

去年获得诺贝尔物理学奖的约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿在机器学习领域的大量工作就是在 Google 做的，而今年轮到了 2019 年率领团队首先达成量子计算优越性（俗称“量子霸权”）的科学家（中国是第二个实现的国家，在 2020 年达成的）。Google 在前沿技术上的储备和投入真是相当恐怖。

不过这次诺奖表彰的是三位科学家在量子物理学领域的基础研究，这些工作主要是在 1984 - 1985 年期间完成的。

此前量子力学领域已经提出了隧穿效应，允许粒子直接穿过障碍（可以简单理解为“穿墙”），但如果涉及大量粒子，效应会变得非常不显著。三位科学家设计了名叫“约瑟夫森结”（Josephson junction）的装置，通过将带电粒子在超导体中移动，从而共同构成一个系统，这一粒子状系统最终通过量子隧穿逃离了零电压状态，并通过电压的出现而被检测到。

这实现了让量子力学的特性在宏观的尺度上也能被具体化和可检测，并且系统的行为也是符合量子力学的预测的，它只能吸收或者释放特定数量的能量。

三位科学家的研究为量子计算机等量子技术的持续研发奠定了理论基础，诺贝尔物理学奖委员会主席 Olle Eriksson 则更是强调“量子力学是所有数字技术的基础”。

而从 1900 年被定为量子力学的元年以来，这门学科已经超过了 100 年，目前看，它不仅还在持续带来新的惊喜，它在应用端无限的前景才刚刚开始体现。