把一个球扔向墙壁，它会反弹回来。但微观世界中，一个单独的粒子有时却能直接穿过类似墙的障碍，出现在“墙”的另一侧——这种现象被称为“隧穿”。

◎本报记者陆成宽

得知诺奖授予量子力学领域的研究者，中国科学院物理研究所研究员范桁表示，虽在意料之外，却在情理之中。“奖项的确比预期来得要早。”他说，“超导量子计算尚未真正落地，其他技术路线也远未成熟。但正因如此，这份‘提前’的认可更显其分量，它既是对奠基性工作的肯定，也昭示着学界对其未来的坚定信心。”

超导量子计算的物理基础

“这3位科学家获得诺贝尔物理学奖实至名归。”湖南师范大学物理与电子科学学院教授彭智慧说，他们的研究证实，即使在宏观尺度的超导电路中，也能直接观测到量子隧穿效应。这一发现打破了“量子行为仅存在于微观世界”的旧有认知，为量子技术的实际应用开辟出关键路径。

范桁认为，他们所发现的、基于宏观超导约瑟夫森结的量子效应，构成了当今超导量子计算的物理基础。目前，超导量子计算发展迅速，无论在可扩展性还是稳定性方面都展现出巨大潜力，而这三位获奖科学家，正是这一领域的重要奠基人。

其中，约翰·克拉克和米歇尔·德沃雷曾获得我国颁发的2021年度墨子量子奖。“给这两位颁发墨子量子奖，主要是表彰他们作为领军人物开创了超导量子电路。”中国科学技术大学教授、墨子量子科技基金会秘书长陆朝阳说。

陆朝阳介绍，约翰·克拉克在超导和超导电子学方面作出了重大贡献，特别是在超导量子干涉器件的开发和应用领域。他的研究团队首次观测到介观系统中能级的量子化，并在实验上证实了就像原子一样，单个约瑟夫森结也具有分立的能级。而米歇尔·德沃雷在利用超导电路来实现量子信息处理方面作出了重要贡献。

另一位获奖者约翰·马蒂尼斯是2019年谷歌实现量子优越性的核心人物。2014年，他率领美国加州大学圣巴巴拉分校的12人实验团队整体加入量子人工智能实验室。“此后5年间，他们从几个量子比特到最终完成53个比特的‘悬铃木’处理器，关键进展均由马丁尼斯主导推进。”范桁介绍，正是他将超导量子计算从实验室原理验证，推向了芯片级工程实现的新阶段。

中国研究已位居全球第一梯队

谈及中国在量子科技领域的发展，范桁感到很自豪：“我国在这一领域已位居全球第一梯队。中国科学院物理所、浙江大学、清华大学、南方科技大学以及中国科技大学潘建伟院士团队的‘祖冲之’系列等，都在持续突破超导量子计算关键指标的世界纪录。”

“国外同行实现了超导比特‘从0到1’的概念验证，而我们更多承担‘从10到100’的放大与工程化，也就是将实验室突破快速推向数十乃至上百量子比特的规模化、工程化阶段，并在此过程中验证其可扩展性与量子优越性。”范桁说道。（陆成宽）