校史上第126位诺奖得主！顶尖大学发文祝贺…

来源：剑桥大学、加州大学伯克利分校 等

编辑整理 ：双一流高教

10月7日，2025年诺贝尔物理学奖正式揭晓，2025年诺贝尔物理学奖正式揭晓，剑桥大学校友、英国物理学家、加州大学伯克利分校荣休教授约翰·克拉克教授（John Clarke）与米歇尔·德沃雷（Michel H Devoret）、约翰·马丁尼斯（John M Martinis）共同荣获这一殊荣，以表彰他们在“揭示量子物理在现实世界中发挥作用”方面做出的奠基性贡献。

克拉克教授成为剑桥大学第126位诺贝尔奖得主，是加州大学伯克利分校第27位获得诺贝尔奖的教职人员，也是过去五年来的第4位诺奖获奖者。

公开资料显示，约翰·克拉克，1942年出生于剑桥，早年凭借奖学金入读佩斯中学，随后进入剑桥大学基督学院攻读自然科学本科。他于1964年获得物理学学士学位，随后在剑桥大学皇家学会蒙德实验室攻读物理学博士学位。1965年，他成为新成立的达尔文学院首批学生，并担任该院学生会首任主席。在导师布莱恩·皮帕德指导下，他开发了一种高灵敏度电压计，后称SLUG。他于1968年获得博士学位。

获得博士学位后，克拉克赴加州大学伯克利分校从事博士后研究，并在此度过了整个学术生涯，历任助理教授、副教授及物理学教授。

在20世纪80年代，克拉克领导了一个包括马丁尼斯和德沃雷在内的研究团队。该团队在超导体宏观量子现象方面的发现，最终使他们共同获得了2025年诺贝尔物理学奖。

克拉克教授的核心研究聚焦于超导性与超导电子学，特别是在超导量子干涉器件（SQUIDs，Superconducting Quantum Interference Devices）的开发与应用上。这是一种能够极灵敏探测磁通量的装置。尤为关键的是，在1985年，克拉克与其当时指导的博士生约翰·马丁尼斯及博士后研究员米歇尔·德沃雷共同实验，清晰地展示了约瑟夫森结的量子行为。这项工作为后来的超导量子计算奠定了基础。

卡文迪许实验室主任梅特·阿塔图尔教授在评价其成就时指出：“约翰·克拉克与德沃雷、马丁尼斯共同为当今基于超导量子比特的量子技术打开了大门，使得基础量子现象能够在真实器件中得以运用。”他进一步解释道：“另一位卡文迪许诺贝尔奖得主布莱恩·约瑟夫森曾率先提出在两个超导体之间因量子隧穿效应而产生新量子相的概念。而约翰·克拉克在卡文迪许的博士工作，则实证了我们今天所称的‘超导体-正常-超导体约瑟夫森结’的工作原理——这实质上构成了当今所有超导量子比特的核心。德沃雷和马丁尼斯则主导了将这一基础量子物理概念转化为现今超导量子计算的实践。我对今天这个实至名归的奖项感到无比欣喜。”

物理学中一个长期存在的关键问题是：能够展现量子力学效应的系统，其最大尺度究竟能有多大？克拉克、德沃雷和马丁尼斯通过一系列精巧的实验，在一个尺寸足以“握在手中”的宏观电路里，同时观测到了量子隧穿现象和能量量子化效应，即发现了宏观量子力学隧穿与电路中的能量量子化。

量子力学允许粒子通过“隧穿”过程直接穿越势垒。然而，当涉及大量粒子时，量子效应通常变得难以察觉。这三位获奖者的实验雄辩地证明，量子力学特性完全可以在宏观尺度上得以呈现和操控。

在1984至1985年间，他们利用超导体构建了一个电子电路。电路中，超导元件被一层极薄的绝缘材料隔开，构成了“约瑟夫森结”。通过精确调控和测量电路的各种属性，他们能够深入探究当电流通过时产生的量子现象。在超导体中协同运动的带电粒子，其整体行为表现得如同一个遍布整个电路的单一粒子。

这个宏观的、类粒子的系统最初处于一种“有电流无电压”的状态。系统仿佛被囚禁在此状态中，如同面前有一道无法穿越的势垒。然而，实验清晰地显示，该系统通过量子隧穿效应成功逃离了零电压状态，展现了其量子本质。系统状态的改变通过电压的出现而被检测到。此外，获奖者们还证实，该系统的行为完全遵循量子力学的预言——它是量子化的，意味着它只能吸收或释放特定份量的能量。

剑桥大学副校长黛博拉·普伦蒂斯教授表示：“热烈祝贺剑桥校友克拉克教授因在量子力学隧穿研究方面的贡献而共同获得本届诺贝尔物理学奖。他不仅在这座卓越的城市成长，更从本科到博士阶段均在此求学。克拉克教授是剑桥第126位诺贝尔奖得主，这凸显了本校在科研与教育领域的非凡影响力。”

克拉克教授在移居美国后，仍与剑桥大学保持着紧密联系。他于1972年当选剑桥大学基督学院院士，1989年担任克莱尔霍尔学院访问学者，1998年当选丘吉尔学院准院士(By-Fellow)。2003年，剑桥大学授予其科学博士学位。他于1997年当选基督学院荣誉院士，并于2023年当选达尔文学院荣誉院士。

在其卓越的职业生涯中，克拉克教授曾获斯隆研究奖学金、古根海姆奖学金，并于1986年当选英国皇家学会会士。他还曾获得基思利奖、康斯托克物理学奖、休斯奖章、卢纳斯马纪念奖等殊荣，并于2012年当选美国国家科学院外籍院士，2017年当选美国哲学会会士。2021年，他与德沃雷和中村泰信共同获得了“墨子量子奖”。

剑桥大学卡文迪许实验室是近代物理学的圣地之一，迄今已培养出数十位诺贝尔奖得主。超导量子干涉器件（SQUID）和约瑟夫森结不仅是理解基础物理的重要工具，也已广泛应用于医学成像（如脑磁图）、地质勘探及量子计算等前沿领域。