今年諾貝爾物理學獎得主用手掌大小嘅超導電路，將量子世界搬到宏觀尺度。

今年三位得主——John Clarke、Michel H. Devoret、John M. Martinis——喺1984–85年於加州大學柏克萊做咗一系列勁精密實驗：佢哋用兩塊超導體（超導：材料變得零電阻）夾住一層超薄絕緣層，形成所謂嘅約瑟夫森接點（兩邊超導嘅「量子態」會互相影響）。呢個系統入面嘅電子會結成庫珀對（成對電子），一齊「齊步走」，好似變成一個超巨型「粒子」，由同一個波函數（描述整體量子狀態嘅數學式）統一指揮。💡

想像下：丟個波向牆，一定彈返嚟；但喺量子世界，微細粒子有時會「穿牆」過到去，呢個叫「隧穿」。今年三位得獎者用特製電路，喺「可以攞上手」嘅尺度，真實觀察到呢種行為。

個電路有兩塊超導體。超導體嘅特性係冇電阻，電流過去唔會耗能、唔會發熱。兩塊超導體中間夾咗一層薄薄唔導電嘅材料，叫「約瑟夫森接面」。喺超導體入面，電子會成對行動，叫「庫珀對」，好多庫珀對可以好齊一齊郁，好似一個「巨大單一粒子」。

開始嗰陣，電路喺「零電壓」嘅狀態，理論上唔會自己跳走。但研究人員觀察到：系統會突然「隧穿」離開呢個狀態，立即出現電壓。就好似原本關咗嘅掣，畀量子效應直接「穿過障礙」打開，證明咗宏觀尺度嘅量子隧穿。

佢哋仲做第二件事：用微波畀系統少少能量，發現佢只可以用「固定份量」去吸收或者放出能量，呢個叫「能量量子化」。好似買嘢只可以用整張票，唔可以撕半張；能量唔係連續滑動，而係一格一格咁變。

重點意義：

• 大量電子組成嘅成個電路，可以當成「單一量子系統」去運作。
• 隧穿同能量量子化，唔淨止喺微細粒子先有，喺我哋握得住嘅裝置都量度到。

呢啲成果不但加深我哋對量子力學嘅理解，仲可以用嚟做新科技。好似用兩個量子化能階做「0」同「1」，就係超導量子位元嘅基礎，對未來量子電腦好關鍵。

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2025/popular-information

參考影片：