ジョン・クラーク、ミシェル・デヴォレット、ジョン・マルティーニスの物理学のノーベル賞は、Quantum Physics in Action |科学

スウェーデン科学アカデミーは賞を授与しました 物理学のノーベル 2025年、ジョン・クラーク、ミシェル・H・デヴォレット、ジョン・M・マルティーニスへの「巨視的な量子トンネル効果の発見と電気回路のエネルギーの量子化のため」。簡単に言えば、勝者は物理学の素晴らしい質問の1つに答えようとしました。量子効果を示すことができるシステムの最大サイズは何ですか。顕微鏡の世界のルールが適用される制限と、私たちが関係することに慣れている目に見える世界を支配する制限はどこにありますか。

通常、 量子効果粒子などの亜原子の世界の奇妙さは、同時に2つの場所にあるか、鉛壁を横断することができますが、原子、電子、または光子の小さな鱗でのみ観察されます。ただし、粒子が蓄積し、人間やテーブルなどの主要なシステムを形成すると、それらの効果は消えます。同時に2つの場所にいることができる人については知られておらず、ペンがテーブルの上に落ちてそれを交差させることはありませんでした。

ノーベルの受賞者のメリットは、適切な技術を使用して、目に見えるオブジェクトで量子現象を見て制御できることを実証することです。

1984年から1985年の間、 クラーク、デヴォレット、マティーニスが実験を行った 量子トンネル効果の存在と、手で保持するのに十分な大きさのシステムに量子化されたエネルギーレベルの存在を実証した電気回路で。これら2つの一見孤立した世界に参加する偉業を達成するために、科学者は、非常に低い温度に抵抗することなく電気を伝導できる超伝導材料で作られた小さな電気回路を構築しました。その回路では、それらは、量子研究で広く使用されているデバイスである絶縁材料の非常に薄い層で、2つの超導電性部分を分離しました。

彼らが回路を出したとき、彼らは何が起こったのかを正確に測定し、並外れた何かを発見しました。超伝導体に移動したすべての電荷のセットは、回路全体を占有し、予期しないことをすることができる単一の巨大な粒子であるかのように振る舞いました。

巨視的な粒子は、電流が電圧を生成せずに流れる安定した状態にあり、エネルギーの壁の後に閉じ込められました。しかし、壁の経験が私たちに伝えることとは異なり、実験は、粒子がその障壁を新しい電圧状態に移動することができ、それをジャンプするのに十分なエネルギーを受け取らずにそれをしたことを示しました。その動作は、微視的な量子粒子の動作と同じであり、量子トンネルとして知られているものを通して障壁を渡ることができます。この場合、このトンネル効果は、目に見えるオブジェクトで初めて観察されました。

さらに、粒子のエネルギーを測定することにより、通常は巨視的な世界のオブジェクトと同じように価値がないことを発見しましたが、特定の値、量子行動に典型的なものを持っている必要がありました。

ノーベル委員会は、この発見が量子の世界に巨視的な世界に結合し、量子コンピューティング、量子暗号化、量子センサーなどの新しいテクノロジーへの扉を開くと強調しました。 クラーク カリフォルニア大学バークレー校にリンクしています。 むさぼり食 y マティーニ サンタバーバラのカリフォルニアへ。

勝者の仕事はまだ世界を変えていませんが、それが中である可能性があります。 80年代に実験を行ったとき、勝者の最年少であるマティーニスは、まだ博士号を取得していなかった20歳でしたが、2019年に出版されました。 の記事 自然 その中で、量子優位性が発表されました。この概念とは、量子コンピューターが数分で数百万年かかる問題を従来のコンピューターに解決する能力を指します。 Googleが資金を提供したこの作業は、概念の証明にすぎませんでした。今のところ、このタイプのコンピューターの操作により、結果が信頼できないエラーが導入されるためです。当時、マティーニ 彼はエルパイスとのインタビューを許可しました 彼は、「私たちが今行っている量子コンピューティングは何年も前に絶対に非現実的に思えただろう」と保証しました。

その後、マティーニスはGoogleを去り、後年、会社を去りました 彼はチップを提示しました 実際のエラーを修正し、それらを修正することができます。いくつかの 専門家は計算します その信頼できる量子コンピューターは、今後10年間で現実になる可能性があります。

賞の失敗が知られて間もなく、ジョン・クラークはこのニュースに驚きを示しました。 「私は完全にun然としています。それは私には決して起こりませんでした [aquel trabajo de hace cuatro décadas] それはノーベル賞の基礎となります。 」

Juan Ignacio Ciracは、Garching（ドイツ）のMax-Planck Institute of Quantum Optics Institute of the Max-Planck Institute of the Theory Divisionのディレクターであり、今年のノーベルのプールに入った科学者の1人は、それが「非常に価値のある」賞であると考えています。 「彼らの実験は、超伝導技術の進歩に重要であり、今日では多くの分野、特に量子コンピューターで使用されています」とScience Media Centerスペインは述べています。

昨年、アカデミーは賞を受賞しました ジョンホップフィールドYジェフリーヒントン、 両親 人工知能の「人工ニューラルネットワークを使用した自動学習を可能にする基本的な発見と発明のため。」両方の科学者は、機械の学習への貢献と人工知能の現在の革命で認められました。

2023年、アカデミーはフランスを認めました Anne L’Uillier Y Pierre Agostini Y al Hunngaro Ferenc Krausz原子内の電子の世界を探索するための新しいツールを作成するためのAttosecond Physicsの先駆者。ノーベル物理学賞はすでに118回許可されています。

プールで鳴った名前の中で、 clarivate アメリカのデイビッド・ディビセンツォとスイスのダニエルの損失が見つかりました。 1998年の記事では、敷設された量子コンピューターを構築するための理論的ベースで、電子スピンをどのように使用できるかを説明します。これは、将来のコンピューターとなるものに情報をエンコードする量子ビットを作成するために、質量などのこれらの粒子の基本的な特徴です。この同じ分野では、マサチューセッツ工科大学、デビッド・ドイツ、オックスフォード、またはスペイン語のピーター・ショールもいました Juan Ignacio CiracMax Planck Institute of Quantum Opticsの。