Нобел за квантова физика в макромащаб

Трима учени, работещи в САЩ – Джон Кларк (1942, Кеймбридж, Великобритания), Мишел Деворе (1953, Париж, Франция) и Джон Мартинис (1958, САЩ), поделят тазгодишната Нобелова награда за физика „за откриването на макроскопичното квантовомеханично тунелиране и квантуване на енергията в електрическа верига“. Те ще получат и равни части от паричната премия от 11 000 000 шведски крони (малко над 1 001 000 евро).

От Кралската шведска академия на науките отбелязват, че техните експерименти разкриват квантовата физика в действие.

„Основен въпрос във физиката е максималният размер на система, която може да демонстрира квантовомеханични ефекти. Тазгодишните лауреати на Нобелова награда проведоха експерименти с електрическа верига, в които демонстрираха както квантовомеханично тунелиране, така и квантовани енергийни нива в система, достатъчно голяма, за да се държи в ръка“, се посочва в изявлението на Нобеловия комитет.

Всичко започва, когато професорът в Калифорнийския университет в Бъркли

Джон Кларк изгражда своя изследователска група и се специализира в изследването на редица явления, използващи свръхпроводници и т.нар. Джозефсонов преход. В средата на 80-те години на миналия век към нея като постдокторант се присъединява Мишел Деворе и заедно с докторанта Джон Мартинис тримата започват серия от експерименти с електрическа верига с два свръхпроводника, разделени с тънък слой изолационен материал. И успяват да покажат, че могат да контролират и изследват феномен, при който всички заредени частици в свръхпроводника се държат сякаш са една-единствена частица, която запълва цялата верига.

Квантовата механика позволява на частицата да се движи директно през бариера, използвайки процес, наречен тунелиране. Но при участието на голям брой частици квантовомеханичните ефекти обикновено стават незначителни. Експериментите на тазгодишните Нобелови лауреатите обаче демонстрират, че квантовомеханичните свойства могат да бъдат конкретизирани в макроскопичен мащаб. Освен това те показват, че тяхната система се държи по начина, предсказан от квантовата механика – тя е квантована, което означава, че абсорбира или излъчва само определени количества енергия.

„Чудесно е да можем да отпразнуваме начина, по който вековната квантова механика непрекъснато предлага нови изненади. Това е и изключително полезно, тъй като квантовата механика е основата на всички цифрови технологии“, коментира председателят на Нобеловия комитет по физика Оле Ериксон.

Изследванията на тримата отличени предоставят възможности за разработване на следващото поколение квантова технология, включително квантова криптография, квантови компютри и квантови сензори.

Джон Кларк е доктор от Университета в Кеймбридж, Великобритания (1968), и професор по експериментална физика в Калифорнийския университет – Бъркли (САЩ). Има значителен принос в областта на свръхпроводимостта и свръхпроводящата електроника, особено в разработването и приложението на свръхпроводящи устройства за квантова интерференция (SQUID), които са ултрачувствителни детектори на магнитен поток. Освен това работи и за прилагането на SQUID в търсене на аксиона – възможен компонент на тъмната материя.

Мишел Деворе е доктор от Университета Париж-Сюд (1983, сега Университет Париж-Сакле). Професор по приложна физика в Университета „Йейл“ и в Калифорнийския университет – Санта Барбара (САЩ). Главен учен в Google Quantum AI. Известен е с новаторския си принос за инициирането на областите на квантовата електродинамика на веригите и квантрониката. Има принос в разработването на нова парадигма на квантовата електродинамика (КЕД), използваща свръхпроводящи електрически вериги, които сега се разглеждат като една от основните платформи за внедряване на квантови информационни процесори. Екипът му показва, че е възможно да се спре квантов скок в неговия полет и да се обърне.

Джон М. Мартинис е доктор от Калифорнийския университет – Бъркли (САЩ). Професор в Калифорнийския университет – Санта Барбара. След постдокторат във Франция работи в американския Национален институт за стандарти и технологии в Боулдър, където работи по свръхпроводящи квантови интерферентни устройства (SQUID) и техники за рентгеново откриване. През 2014 г. е нает в екипа на Google Quantum A.I. за изграждане на действащ квантов компютър, използващ свръхпроводящи кубити. Напуска през 2020 г., а две години по-късно става съосновател на компанията Qolab, където е и главен технически директор.

Свързани статии:

Търсят царица и цар на буквите за девети път Държавата подкрепя три проекта на млади български учени Над 185 000 са усвоили дигитални умения Българска археология 2024