點擊圖片進入歷年諾貝爾獎解讀合集
2025年,諾貝爾物理學獎的桂冠授予了量子電路 (Quantum circuitry) 領(lǐng)域的三位開拓者——約翰·克拉克 (John Clarke)、米歇爾·德沃雷 (Michel H. Devoret) 和約翰·馬丁尼斯 (John M. Martinis)。他們的卓越貢獻在于,率先證明了隧穿和能量量子化這類奇特的量子現(xiàn)象,完全可以在我們?nèi)粘K姷暮暧^電路 (Electrical circuits) 中發(fā)生。
然而,在這些彪炳史冊的科學成就背后,三位桂冠得主各自擁有著豐富多彩的人生和鮮為人知的趣聞軼事。
約翰·克拉克:
追求極致的精密工匠
約翰·克拉克
年屆八旬的克拉克是三人中的前輩。這位在劍橋土生土長的實驗物理學家,將其五十余年的學術(shù)生涯奉獻給了加州大學伯克利分校。他在超導(dǎo)領(lǐng)域的建樹舉世聞名,而他一絲不茍的行事風格與對“創(chuàng)造”的終生熱愛,也同樣堪稱傳奇。
克拉克與生俱來的動手能力在童年時便展露無遺。他從小就對機械玩意兒極度著迷,每年圣誕節(jié)父母都會送他金屬拼裝玩具(Meccano sets)的升級套件,這些零件會在他手中變幻出成百上千種機器。
這樣的拼裝玩具套件是克拉克小時候的最愛 | Billy Black
高中時代,他利用從劍橋大學退役的EDSAC-1計算機上“淘”來的真空管,親手打造了一臺可以運轉(zhuǎn)的模擬計算機。據(jù)說,他當年親自跑到大學實驗室,懇求研究人員勻給他一些舊零件,一位樂于提攜后輩的科學家便給了他一個裝有48個真空管的機箱。做出來的模擬計算機,后來被他帶到學校用來解微分方程。
科學遠非克拉克年輕時唯一的閃光點。他曾是一位出色的運動員,擔任過三年高中田徑隊隊長。作為一名短跑兼跨欄好手,他在100碼和440碼項目上都創(chuàng)造過個人最佳紀錄,還曾涉足三級跳遠。體育競技錘煉出的紀律與好勝心,完美地補充了他的學術(shù)追求。
1976年,克拉克在伯克利實驗室進行量子糾纏實驗 | University of California Graphic Arts / Lawrence Berkeley Laboratory
同事們常開玩笑說,約翰·克拉克的實驗室一塵不染,干凈得“可以直接在地上用餐”。他的工作空間永遠井然有序:電線盤繞得整整齊齊,儀器設(shè)備標簽分明,絕無半點雜亂或噪音干擾。這種對精確近乎冥想般的追求,正是他科研風格的縮影。學生們私下給他起外號:“超導(dǎo)界的禪師”。
米歇爾·德沃雷:
融匯想象與現(xiàn)實的探索者
米歇爾·德沃雷
72歲的德沃雷,為這個科學三人組注入了獨特的歐洲氣質(zhì)。這位在耶魯大學任教的法裔美籍物理學家,以其將大膽理論與量子器件巧妙結(jié)合的獨特風格而著稱。
上世紀80年代初,剛在法國取得博士學位的他,便遠赴美國加州,以博士后研究員的身份加入了克拉克的伯克利實驗室。在那里,他那“充滿歐洲風情的理論膽識”與克拉克“基于經(jīng)驗的嚴謹”發(fā)生了奇妙的化學反應(yīng)。德沃雷是那個永遠在問“如果我們試試這個會怎樣?”的“點子大王”,正是這種探索精神,激勵著團隊在一次次失敗后仍能勇往直前。
完成了2年的博士后研究后,德沃雷回到法國繼續(xù)學術(shù)生涯。又過了二十年,耶魯大學的量子實驗室成立,想挖德沃雷跳槽。原本以為會挖不動他(畢竟人家已經(jīng)在祖國功成名就),沒想到一說就通。這可能還得歸功于德沃雷的爹——1966年,米歇爾小朋友隨著父親在耶魯所在的城市紐黑文住過一年,他很喜歡美國生活的“異國情調(diào)”。
德沃雷除了(曾經(jīng))在耶魯大學和加州大學圣芭芭拉分校有教職之外,也是谷歌Quantum AI實驗室的首席科學家。(我要是谷歌,就立刻發(fā)公關(guān)稿:“我司員工連續(xù)兩年斬獲諾獎。加入本司,你就是諾獎的下一個得主!”)
約翰·馬丁尼斯:
知行合一的夢想家
約翰·馬丁尼斯
67歲的馬丁尼斯是三人組中的“加州實用派”。最與眾不同的特質(zhì),是他那永不疲倦、凡事親力親為的風格。因此,他常被譽為是“物理學家中的工程師”。
馬丁尼斯表示自己是一個“明確的樂觀主義者”。他在研究時總是會高度專注于某一個目標,他認為自己在物理學研究上的成就正是源于這種性格特質(zhì)。他引用書籍《從0到1》(Zero to One)中的一句話來表達自己:“一個明確的樂觀主義者會決定一件最好的事情,然后去做?!保ㄋ娴姆浅O矚g這本書,在不同的采訪和演講中都曾提到。)
彼得·蒂爾(Peter Thiel)的《從0到1》是馬丁尼斯喜歡的書籍 | roblilwall.com
當別人還在為理論問題爭論不休時,馬丁尼斯可能正為了搞定一塊新芯片的布線而徹夜不眠。他堅持親手調(diào)整線纜、焊接元件,從不假手于技術(shù)人員。這種“工匠精神”伴隨了他整個職業(yè)生涯。一位同事曾說,比起在會議室里高談闊論,你更有可能在稀釋制冷機 (Dilution refrigerator) 旁看到他正在擰緊一顆螺絲。
馬丁尼斯最為人所知的身份可能是“谷歌科學家”。2014年,科技巨頭谷歌斥資數(shù)百萬美元,將馬丁尼斯及其在加州大學圣芭芭拉分校的整個實驗室招致麾下,組建量子硬件團隊。學界與業(yè)界的這次罕見聯(lián)姻最終碩果累累。
2019年10月,馬丁尼斯團隊宣布,他們在一臺名為“懸鈴木”的53量子比特 (Qubit) 處理器上,成功實現(xiàn)了“量子優(yōu)越性” (Quantum supremacy)。這項計算對當時最強大的經(jīng)典超級計算機來說,需要耗費數(shù)千年才能完成。這一成就迅速登上全球媒體頭條,被譽為量子技術(shù)領(lǐng)域的“萊特兄弟時刻”。
然而,在那之后不久,2020年,看似事業(yè)正如日中天的馬丁尼斯卻選擇離開谷歌。據(jù)他自己所說,這是一次“和平分手”:他充分認可谷歌研究團隊的能力,只是“性格和研究風格不合”導(dǎo)致了一些問題而已。
(過去式的)“谷歌科學家”或許是馬丁尼斯最為人所知的身份 | thequantuminsider.com
PS:除去普通人看不懂的量子部分,馬丁尼斯在采訪中回答最多的問題或許就是“你為什么加入谷歌”和“你為什么離開谷歌”了……
Guokr
這三位科學家的組合,仿佛一支配合默契的實驗室樂隊:一位追求極致的精確,一位充滿創(chuàng)造的巧思,一位勇于實踐的篤行。
時光回溯到上世紀80年代,在加州大學伯克利分校那間小小的實驗室里,他們用超導(dǎo)材料搭建起了一種能夠?qū)崿F(xiàn)量子“隧穿”的電路。這在人類歷史上第一次雄辯地證明:神秘的量子力學法則,并非只存在于微觀的原子世界,它同樣可以在我們觸手可及的宏觀電路中上演。
幾十年后,這條開創(chuàng)性的道路,最終通向了今天的量子計算機,也通向了斯德哥爾摩的諾貝爾獎殿堂。
作者:窗敲雨,Luna,沈知涵
編輯:Steed
明天下午,2025年諾貝爾獎還將公布化學獎。果殼依然會跟你一起等待諾獎的結(jié)果,并在第一時間發(fā)布最靠譜的諾獎解讀。
快來關(guān)注,不要錯過!
點擊圖片進入歷年諾貝爾獎解讀合集
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.