中央大學物理學系 陳永富特聘教授短評

紀念量子力學誕生百週年的2025國際量子年又一驚喜，今年諾貝爾物理獎，頒發給John Clarke、Michel Devoret和John Martinis，表彰他們在80年代首次實驗證實量子穿隧與能量量子化等現象在巨觀電路系統中也能成立，揭示量子力學適用範圍遠超過原子與微觀世界。

這項研究源於Anthony
Leggett在70年代末提出的關鍵問題：量子力學是否也適用於巨觀系統？他並指出可以利用超導電路中的Josephson接面作為實驗平台，驗證巨觀量子現象是否真實存在。這一挑戰在低溫物理領域引發熱烈回響，80年代許多研究團隊紛紛投入。

在這波研究浪潮，三位當時齊聚美國Berkeley物理系的師徒，來自英國的指導教授John Clarke、法國的博士後研究員Michel Devoret、以及美國的博士生John Martinis脫穎而出。他們設計製作含有Josephson接面的超導電路，並發展出結合微波激發、電流控制與電壓讀取的實驗方法，成功量測出電路中的量子穿隧現象與能階的離散結構，首次無爭議地證實即使是由數以億萬計個電子組成的巨觀系統，也能服從量子力學規律。這一發現不僅具有深遠的基礎物理意義，更催生90年代末科學家首次利用超導電路實現固態量子位元，成為開發量子電腦的關鍵起點。

憑藉超導材料的低能耗特性，以及電路架構的設計性與擴展性，經過二十多年技術演進，超導電路已成為目前最有潛力的量子電腦平台之一。本屆諾貝爾物理獎不僅肯定三位科學家的開創性工作，也再次彰顯量子力學對現代科技的深遠影響。