Нобелевская премия по физике 2025 года присуждена Джону Кларку (Калифорнийский университет в Беркли), Мишелю Деворе (Йельский университет и Калифорнийский университет в Санта-Барбаре) и Джону Мартинису (Калифорнийский университет в Санта-Барбаре) за «открытие макроскопического квантовомеханического туннелирования и квантования энергии в электрической цепи». Об этом сообщает jhunewsletter.com.
Символично, что 2025 год объявлен Международным годом квантовой науки и технологий, отмечающим 100-летие с момента зарождения современной квантовой механики.

Для понимания квантовомеханического туннелирования необходимо осмыслить основы квантового мира: частицы существуют не как точка, а как вероятность своего положения. Согласно уравнению Шрёдингера, существует вероятность того, что частица пройдет сквозь барьер, даже не обладая достаточной энергией. Именно этот эффект и называется квантовым туннелированием – частицы проходят сквозь, казалось бы, непроницаемый барьер. В нашем привычном мире это было бы равносильно проходу сквозь стену или мгновенному появлению на противоположной стороне. Обычная частица без квантовых свойств никогда бы на такое не была способна. Но в квантовом мире существует вероятность «просачивания» частицы сквозь барьер, словно телепортация, в силу определения их положения как вероятностного.

Ранее, в 1973 году, Нобелевская премия уже вручалась за открытие квантового туннелирования одиночных частиц. Это открытие заложило основы для создания квантовых компьютеров и использовалось в разработке таких устройств, как сканирующие туннельные микроскопы. Однако его применение было ограничено микроскопическим масштабом и не могло привести к более масштабным и значимым практическим результатам.

Исследование, опубликованное Кларком, Деворе и Мартинисом в 1985 году, получило признание за демонстрацию квантового туннелирования не только для одиночных частиц, но и для их скоплений, а именно – токов, состоящих из миллионов электронов. Это является макроскопическим по сравнению с ранее обнаруженным туннелированием одиночных частиц.

Открытие квантовомеханического туннелирования на таком макроскопическом уровне открывает широкие перспективы для развития технологий и научных отраслей.