جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2025 تُمنح للتونل الكمي الماكروسكوبي
تم منح جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2025 إلى جون كلارك، وميشيل إتش. ديفوريت، وجون إم. مارتينيس لتأكيدهم على اكتشاف التونل الكمي الماكروسكوبي وتكميم الطاقة في دائرة كهربائية. عملهم، الذي أُجري في الثمانينيات في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، أظهر تأثيرات كمية على نطاق ماكروسكوبي باستخدام تقاطع جوزيفسون. سيتقاسم الفائزون 1.1 مليون دولار، مع حفل المنحة المقرر في 10 ديسمبر 2025 في ستوكهولم.
في أوائل القرن العشرين، كشف الفيزيائيون عن ميكانيكا الكم، حيث تظهر الجسيمات تحت الذرية سلوكيات مثل التونل عبر حواجز الطاقة، مما يتحدى الفيزياء الكلاسيكية. بناءً على ذلك، مد كلارك وديفوريت ومارتينيس هذه التأثيرات إلى مقاييس ماكروسكوبية. انضم كلارك إلى هيئة تدريس جامعة كاليفورنيا بيركلي في عام 1969 بعد الدكتوراه من جامعة كامبريدج، وتعاون مع ديفوريت كباحث ما بعد الدكتوراه ومارتينيس كطالب دراسات عليا في منتصف الثمانينيات.
استخدم الفريق تقاطع جوزيفسون—جهاز يتكون من موصلين شبهين مفصولين بعازل، يسمح بتونل الإلكترونات عند درجات حرارة منخفضة لتشكيل أزواج كوبر فائقة التوصيل. بنوا مذبذب شريحة ميكروية طوله سنتيمتر واحد، مشابه للبندول الكمي، وقللوا الضوضاء لقياس التونل. بتغذية تيار في التقاطع ورصد الجهد، وجدوا أن النظام يصبح فائق التوصيل عند درجات حرارة منخفضة جداً، مع تيار مستقل عن درجة الحرارة—علامة على التونل الكمي الماكروسكوبي.
كما أكدوا مستويات طاقة مكممة في التقاطع، مما يحد الطاقة من قيم منفصلة مثل الجسيمات تحت الذرية. هذا خلق حالة كمية ماكروسكوبية وصفها دالة موجية واحدة عبر مليارات أزواج كوبر، تعمل كذرة اصطناعية وقبيت بدائي.
«للقول باختصار، كانت مفاجأة حياتي»، قال كلارك خلال مؤتمر الصحافة للإعلان. «اكتشافنا في بعض النواحي هو أساس الحوسبة الكمية».
أبرز لجنة نوبل فرصاً للتشفير الكمي والحواسيب والحساسات. أطلق إيرفان صيديقي، رئيس قسم الفيزياء في جامعة كاليفورنيا بيركلي، عليه «جد القبيتات»، مما يمكن قبيتات فائقة التوصيل حديثة مثل الترانسمون لعام 2007.
انضم مارتينيس إلى جهود جوجل الكمية في 2014، مساهماً في ادعاء التفوق الكمي لعام 2019، قبل تأسيس Qolab بالشراكة في 2022. يقود ديفوريت قسم جوجل الكمي ويدرس في جامعة كاليفورنيا سانتا باربرا، بينما كلارك أستاذ فخري في جامعة كاليفورنيا بيركلي.
«هذه الأنظمة تربط بين السلوك الكمي المجهري والأجهزة الماكروسكوبية»، قال غريغوري كويروز من جامعة جونز هوبكنز. أشار جوناثان باغر من الجمعية الأمريكية للفيزياء إلى أن الجائزة تظهر قيمة الاستثمارات في البحث الأساسي.