Нобелевская премия-2025: квантовая механика вышла за пределы микромира
Нобелевская премия по физике 2025 года присуждена Джону Кларку, Мишелю Деворе и Джону Мартинису за демонстрацию того, что целая система из множества частиц может проявлять такое же поведение, как отдельная частица. Раньше считалось, что «квантовое» поведение не может выйти за пределы микромира. Их эксперименты с показали, что электроны в сверхпроводниках образуют куперовские пары и действуют как единый квантовый объект. В лаборатории исследователи наблюдали, как эта коллективная система «протекает» сквозь энергетический барьер, создавая напряжение — то есть туннелирует, подобно одной гигантской частице. Они также выявили, что система обладает квантованными уровнями энергии, поглощая энергию строго порциями. Эти открытия подтвердили существование макроскопических квантовых состояний, сравнимых по своей природе с мысленным экспериментом Шредингера.
О том, зачем это нужно, объясняет эксперт:
Работы Джона Кларка, Мишеля Деворе и Джона Мартиниса показали, что квантовая механика проявляется не только в микромире, где квантовые эффекты, такие как туннелирование или дискретные уровни энергии, обычно наблюдаются у отдельных частиц — электронов, атомов, фотонов, — но и в макроскопических системах, созданных руками человека.
Их эксперименты с джозефсоновскими переходами впервые наглядно продемонстрировали квантовое туннелирование и квантование энергетических уровней в электрических цепях, доказав, что миллионы частиц могут вести себя как один квантовый объект.
Сформированное понимание макроскопической, но в то же время квантовой природы электрических цепей и управление когерентными переходами между уровнями энергии позволили современным ученым прийти к созданию квантовых процессоров. Точное управление этими переходами необходимо для выполнения квантовых операций и решения сложных задач, недоступных классическим компьютерам.
Эти процессоры уже используются в экспериментах и пилотных проектах по моделированию молекул и материалов, оптимизации сложных систем и квантовом машинном обучении.
Таким образом, эти открытия заложили фундамент для нового поколения квантовых технологий, а присуждение Нобелевской премии подчеркивает их значимость для дальнейшего развития науки и технологий.
