印媒：量子力学正处于关键转折点

来源：环球时报

《印度快报》10月8日文章，原题：今年诺贝尔物理学奖反映出该领域更广泛的变革 2025年诺贝尔物理学奖讲述了一个连接两个看似不相容世界的非凡故事。当瑞典皇家科学院宣布约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷特和约翰·M·马丁尼斯因“发现电路中的宏观量子力学隧穿和能量量子化”而共同获得奖项时，该奖项鼓励的是将量子力学从微观奇观转变为有形工程现实的工作。

在20世纪的大部分时间里，量子力学是属于极小尺度的领域——单个原子、电子和光子遵循着违背日常直觉的规则舞动。粒子可以同时存在于多种状态，它们可以像穿墙一样隧穿势垒，能量以离散包而非连续流的形式出现。这些都是人们无法看到、触摸或直接体验的现象。它们是数学抽象概念，虽然经过实验验证，却脱离了我们栖居的世界。

获奖者们改变了这一基本假设。通过利用超导电路进行精密实验工作，他们证明了量子行为并不局限于原子领域。那些大到足以握在手中的电路，展现出物理学家此前仅在单个粒子中观察到的量子特性，一个宏观电路系统可以从一种状态隧穿到另一种状态。

这一发现不仅仅是学术上的奇闻。诺贝尔委员会明确说道，今年的奖项“为发展下一代量子技术提供了机遇，包括量子密码学、量子计算机和量子传感器”。本质上，获奖者们在量子理论与量子工程之间架起了一座桥梁，开辟了技术产业正竞相探索的道路。当我们审视量子计算的发展轨迹时，他们工作的重要性就变得更加清晰。今天的量子计算机虽然仍处于实验阶段，但能力日益增强，将从根本上依赖克拉克、德沃雷特和马丁尼斯确立的原理。通过展示宏观量子系统可以被操纵，他们为整个技术革命提供了概念和实践基础。

2025年该奖项尤为引人注目之处，在于它揭示了诺贝尔物理学奖本身的演变。阿尔弗雷德·诺贝尔的遗嘱规定，该奖项应授予“为人类带来最大利益”的发现。几十年来，物理学奖倾向于表彰基础理论见解或实验发现，如夸克、宇宙微波背景辐射、希格斯玻色子、引力波等，其技术应用往往在数十年后才出现，甚至根本没有。

然而近年来，该奖项越来越多地认可处于基础物理学与变革性技术交叉点的工作。去年，诺贝尔物理学奖被授予约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿，以表彰他们在人工神经网络方面的基础工作，标志着这一转变。今年的奖项延续了这一趋势。获奖者们并未发现新的基本粒子或力，而是展示了已知的量子原理如何在未来工程系统中得以体现。

这种演变反映了物理学本身更广泛的变革。21世纪以来，物理学日益与新兴技术紧密结合，纯粹物理学与应用物理学之间的界限已变得模糊。如今的基础研究常由技术可能性驱动，而技术突破也往往源于深刻的理论见解。

2025年是国际量子科学与技术年，标志着现代量子力学发展已过一个世纪。该领域已到达一个关键的转折点。量子计算机尽管仍有局限，但已开始解决传统机器无法企及的问题。量子传感器有望在各种测量中实现前所未有的精度。量子密码学提供了理论上不可破解的安全性。

这些发展均可追溯至今年诺贝尔奖所表彰的工作。通过展示量子行为可以被工程设计而不仅仅是观察，克拉克、德沃雷特和马丁尼斯协助量子力学从自然理论转变为新技术的工具包。量子模拟可能会加速新药物的发现，金融建模可能融入传统计算机无法执行的量子算法，材料科学可能发生变革。量子力学未来的确切轮廓尚不确定，但其基础正建立在这三位物理学家帮助确立的原理之上。

随着量子技术持续快速发展，我们很可能会回顾这个奖项，视其标志着一个关键转折点：更多人将认识到，量子力学已从一场科学革命演变为一场技术革命，而我们才刚刚开始探索。（作者苏比马尔·巴塔查吉，余枫译）