Нобелевская премия по физике 2025 году присуждена американским учёным Джону Кларку, Мишелю Деворе и Джону Мартинису (Калифорнийский университет, а также Йельский университет) за открытие макроскопического квантово-механического туннелирования и квантования энергии в электрической цепи. Трое учёных разделят между собой призовую сумму в размере 11 млн шведских крон (почти $1,2 млн).
В Нобелевской ассамблее Каролинского института в Стокгольме отметили, что важнейший вопрос современной физики – вопрос максимального размера системы, способной продемонстрировать квантово-механические эффекты. Лауреаты Нобелевской премии этого года проводили эксперименты с электрической цепью, которые демонстрировали квантово-механический туннельный эффект и энергетические уровни в системе достаточно крупной, чтобы её можно было держать в руках.
«Чудесно наблюдать за тем, как квантовая механика — теория возрастом в век — продолжает приносить новые сюрпризы. Она также чрезвычайно полезна, потому что квантовая механика — основа цифровых технологий», — заявил председатель Нобелевского комитета по физике Олле Эрикссон.
Согласно пресс-релизу, достижения, за которые выдана Нобелевская премия по физике в этом году, позволяют развивать следующее поколение квантовых технологий, в том числе квантовую криптографию, квантовые компьютеры, системы связи и квантовые датчики. Вместе работы лауреатов превратили квантовые вычисления из чисто академической дисциплины в стремительно развивающуюся технологическую область.
Эксперименты лауреатов показали, что квантово-механические свойства можно конкретизировать в большом масштабе. В 1984 и 1985 годах Джон Кларк, Мишель Деворе и Джон Мартинис провели эксперименты с электронной цепью, построенной из сверхпроводников – компонентов, способных проводить ток без электрического сопротивления. В цепи сверхпроводящие компоненты были разделены тонким изолирующим слоем (такой контакт двух сверхпроводников называется джозефсоновским переходом). Измеряя различные свойства цепи, физики смогли контролировать и исследовать явления, возникающие при пропускании через неё тока. Заряженные частицы, идущие через сверхпроводник, составляли систему, которая вела себя так, как если бы они были единой частицей, заполняющей всю цепь.
Эта макроскопическая система, подобная единой частице, изначально находится в состоянии, в котором ток протекает без напряжения. Система оказывается запертой в этом состоянии, словно за барьером, который она не может преодолеть. В эксперименте система проявляет свою квантовую природу, преодолевая состояние нулевого напряжения посредством туннелирования. Изменение состояния системы регистрируется по появлению напряжения.
Лауреатам Нобелевской премии по физике 2025 также удалось показать, что система ведет себя так, как предсказывает квантовая механика – она квантуется, то есть поглощает или испускает только определённое количество энергии.
В 2024 году Нобелевскую премию по физике получили американский учёный Джон Хопфилд и британо‑канадский учёный Джеффри Хинтону за «основополагающие открытия и изобретения, которые сделали возможным машинное обучение с использованием искусственных нейросетей».
В 2023 году награды по физике удостоились Пьер Агостини, Ференц Крауш и Анн Л’Юилье «за экспериментальные методы генерации аттосекундных импульсов света для изучения динамики электронов в веществе».
В 2022 году премию по физике получили французский учёный Ален Аспе, американский физик Джон Клаузер и австрийский учёный Антон Цайлингер за исследования в квантовой механике — за «эксперименты с запутанными фотонами, исследование нарушений неравенств Белла и работы по квантовой информатике».
Источник: habr.com