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2025年诺贝尔物理学奖得主:量子电路的宏观奇迹与人生趣闻

2025年,诺贝尔物理学奖的荣耀授予了量子电路领域的三位先驱——约翰·克拉克、米歇尔·德沃雷和约翰·马丁尼斯。他们的突破性工作首次在宏观电路中展示了隧穿和能量量子化等奇异量子现象,为量子技术奠定了基石。

在这些辉煌的科学成就之外,三位获奖者各自拥有引人入胜的人生故事和鲜为人知的趣事。

约翰·克拉克:

追求极致的精密工匠

2025年诺贝尔物理学奖得主:量子电路的宏观奇迹与人生趣闻 量子电路  宏观量子现象 超导器件 量子计算 第1张

约翰·克拉克

年过八旬的克拉克是团队中的长者。这位来自剑桥的实验物理学家,将五十多年学术生涯奉献给加州大学伯克利分校。他在超导领域的成就卓著,而一丝不苟的作风和对“创造”的终身热爱,同样令人称道。

克拉克与生俱来的动手天赋在童年便已显现。他从小痴迷机械装置,每年圣诞节父母赠送的金属拼装玩具套件,都能在他手中变幻出无数精巧机器。

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这样的拼装玩具套件是克拉克小时候的最爱 | Billy Black

高中时期,他利用从剑桥大学退役的EDSAC-1计算机上“淘”来的真空管,亲手组装了一台可运行的模拟计算机。据说,他亲自前往大学实验室,恳求研究人员分享旧零件,一位热心科学家给了他一个装有48个真空管的机箱。这台模拟计算机后来被带到学校,用于求解微分方程。

科学并非克拉克年轻时的唯一亮点。他曾是一名杰出运动员,担任三年高中田径队队长。作为短跑和跨栏选手,他在100码和440码项目上创造个人最佳纪录,还尝试过三级跳远。体育竞技磨炼出的纪律性和竞争精神,完美契合了他的学术追求。

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1976年,克拉克在伯克利实验室进行量子纠缠实验 | University of California Graphic Arts / Lawrence Berkeley Laboratory

同事们常笑称,约翰·克拉克的实验室一尘不染,干净得“可以直接在地上用餐”。他的工作空间永远井井有条:电线盘绕整齐,仪器标签清晰,毫无杂乱或噪音。这种对精确的极致追求,折射出他的科研风格。学生们私下称他为“超导界的禅修大师”。

米歇尔·德沃雷:

融汇想象与现实的探索者

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米歇尔·德沃雷

72岁的德沃雷为这个科学三人组增添了独特的欧洲风情。这位在耶鲁大学任教的法裔美籍物理学家,以将大胆理论与量子器件巧妙融合而闻名。

上世纪80年代初,他刚在法国获得博士学位,便远赴美国加州,以博士后身份加入克拉克的伯克利实验室。在那里,他“充满欧洲风情的理论胆识”与克拉克“基于经验的严谨”产生了奇妙化学反应。德沃雷是那个不断追问“如果我们尝试这个会怎样?”的“创意引擎”,这种探索精神驱动团队在失败中持续前进。

完成两年博士后研究后,德沃雷回到法国继续学术生涯。二十年后,耶鲁大学量子实验室成立,试图挖角德沃雷。原以为难以成功(他已在国内功成名就),却没想到一拍即合。这或许得益于德沃雷的父亲——1966年,小米歇尔随父亲在耶鲁所在城市纽黑文居住一年,他深深喜爱美国生活的“异域风情”

德沃雷除曾任职耶鲁大学和加州大学圣芭芭拉分校外,还是谷歌Quantum AI实验室的首席科学家。(若我是谷歌,会立刻发布公关稿:“我司员工连续两年荣获诺奖。加入我们,你可能是下一位得主!”)

约翰·马丁尼斯:

知行合一的梦想家

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约翰·马丁尼斯

67岁的马丁尼斯是三人中的“加州实践派”。他最独特的特质是永不疲倦、亲力亲为的风格,因此常被誉为“物理学家中的工程师”。

马丁尼斯自称“坚定的乐观主义者”。他在研究中高度专注单一目标,认为自己的物理学成就正源于此。他引用《从0到1》一书中的话表达理念:“明确的乐观主义者会选定最佳事项,然后付诸行动。”(他非常喜爱这本书,在不同采访和演讲中多次提及。)

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彼得·蒂尔(Peter Thiel)的《从0到1》是马丁尼斯喜欢的书籍 | roblilwall.com

当他人仍在理论争议中徘徊时,马丁尼斯可能正为新芯片布线彻夜不眠。他坚持亲手调整线缆、焊接元件,从不依赖技术人员。这种“工匠哲学”贯穿其职业生涯。一位同事说,比起会议室讨论,你更可能在稀释制冷机旁看到他拧紧螺丝。

马丁尼斯最广为人知的身份或许是“谷歌科学家”。2014年,科技巨头谷歌投资数百万美元,将马丁尼斯及其在加州大学圣芭芭拉分校的整个实验室纳入麾下,组建量子硬件团队。这次学界与业界的罕见联姻最终收获丰硕成果。

2019年10月,马丁尼斯团队宣布,在名为“悬铃木”的53量子比特处理器上,实现了“量子优越性”。这项任务对当时最强大的经典超级计算机需数千年完成。此成就迅速登上全球头条,被誉为量子技术领域的“莱特兄弟时刻”。

然而,此后不久,2020年,看似事业巅峰的马丁尼斯选择离开谷歌。据他所述,这是一次“友好分离”:他认可谷歌团队能力,但“个性与研究风格差异”导致问题。

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(过去式的)“谷歌科学家”或许是马丁尼斯最为人所知的身份 | thequantuminsider.com

附注:除了深奥的量子部分,马丁尼斯在采访中被问最多的问题或许是“为何加入谷歌”和“为何离开谷歌”了……

Guokr

这三位科学家如同默契的实验室乐队:一位追求极致精确,一位充满创造巧思,一位勇于实践笃行。

时光倒流至上世纪80年代,在加州大学伯克利分校的狭小实验室里,他们用超导材料构建出实现量子“隧穿”的电路。这首次有力证明:神秘的量子力学法则不仅存在于微观原子世界,同样能在触手可及的宏观电路中展现。

几十年后,这条开创性道路通向今天的量子计算机,也通向斯德哥尔摩的诺贝尔奖殿堂。