【大纪元2025年10月07日讯】（大纪元记者许嘉麟台湾台北报导）2025年诺贝尔7日颁发物理学奖，由英国学者克拉克（John Clarke）、法国学者德沃雷（Michel H. Devoret）及美国学者马丁尼斯（John M. Martinis）共享殊荣，他们因为“发现了电路中的宏观量子穿隧和能量量子化”而获奖。
3名得主皆为在美国加州大学任教的学者，他们透过由超导体构成的电子电路进行了一系列实验，让大量带电粒子像单一粒子同步运动，他们观察到，整个系统就像微观粒子一样产生穿隧现象，证明了量子穿隧效应（Quantum tunneling）与能量量子化现象不仅限于微观世界，也可以在宏观系统发生，意即数以亿计的粒子聚在一起，仍可明确展现量子行为。
诺贝尔物理学奖委员会主席艾里克森（Olle Eriksson）表示，他们“为开发下一代量子技术提供了机会，包括量子密码学（Quantum Cryptography）、量子电脑（Quantum Computing）和量子感测器（Quantum Sensors）。”并指出，量子力学极其有用，因为它是所有数位科技的基础。
台湾科技媒体中心邀请多位专家解析此领域研究，专家皆指出，这三位得奖者实至名归，他们的发现奠定了量子力学在现今世界广泛应用的基础。中央研究院副院长周美吟表示，这三位得奖者设计出一个装置，在巨观世界中观测到两个重要的量子现象，一个是粒子可穿过障碍物，也就是量子穿隧；另一个是不连续的量子能阶。在过去，这两个微观世界的量子现象只要放大尺寸就无法观察到，但是他们透过由超导体构成的电子电路进行了一系列实验，让这两个量子物理现象可以在宏观的世界中被量测到，这个装置利用约瑟夫森接面（Josephson junction），由超导体和薄薄的不导电材料组成，透过电路看到量子现象在宏观世界中显现出来。
国立阳明交通大学电子物理系教授仲崇厚说明，在量子力学中，物质同时具有粒子性和波动性，成对的超导电子透过波动的方式，有一定的概率穿过那个古典力学中无法穿透的墙壁（位能障碍）。在这3位得奖者的实验中，该系统正是透过量子穿隧效应设法逃脱零电压状态，从而展现了它的量子特性。获奖者还证明了该系统的行为是量子化的，它只吸收或发射特定“量子化”的能量。他们的实验是第一个在超导体量子线路中观察到这种集体的、宏观的量子穿隧效应，是当今建立于超导量子位元之上的量子电脑科技的基础。
仲崇厚表示，量子穿隧的应用有很多，如扫描穿隧式显微镜（STM），就是用量子穿隧原理量测原子尺度下物质表面的性质。中央研究院物理研究所特聘研究员陈启东表示，量子穿隧的应用以微波相关最多，如混频器元件，可做天文观测之检测器，除外也可作为电压标准。国立阳明交通大学电子研究所教授李佩雯表示，超导量子穿隧原理最有代表性的应用之一是在医疗上的检测，例如核磁共振（MRI）中的超导干涉仪，美国IBM更是在40年前就启动超导量子电脑的研究，超导量子电脑是发展最早也是目前相对成熟的量子电脑技术，半导体记忆体也是运用量子穿隧原理直接储存电荷，对于目前的经典电脑以及3C电子产品与行动装置发展有很大的帮助。◇
责任编辑：陈玟绮
