雖然時隔40年，但“獎項似乎給得有點早”

《中國科學報》：時隔三年，諾貝爾物理學獎再次頒給了量子力學領域，你對此有何感想？

梁文杰（中國科學院物理研究所研究員）：我沒想到宏觀量子效應和能量量子化會獲得諾貝爾物理學獎，但仔細去想，它們確實是比較基礎的概念，獲得諾貝爾物理學獎也很合適，只不過，目前這兩個概念在應用領域并沒有實現(xiàn)革命性的暴發(fā)，獎項似乎給得有點早，這是我個人的判斷。

郭國平（中國科學技術(shù)大學教授、中國科學院量子信息重點實驗室副主任）：這次物理學獎頒給這三位科學家，首先我覺得是比較大膽，畢竟量子計算的超導路線目前還并未完全走通或一定成功；其次，我認為這代表了西方科學界對量子計算的一種鼓勵的態(tài)度，這是一種導向。

某從事超導量子計算研究、要求匿名的科學家：純粹個人看法，我認為是早了。我認為等超導量子計算機真正落地實現(xiàn)的那天再頒發(fā)給他們，可能才是最有說服力的。因為一旦真正實現(xiàn)了超導量子計算機，它將直接改變?nèi)祟愄幚硇畔⒌母窬帧?/p>

但這其實也正是我想要呼吁的，我特別擔心諾獎頒發(fā)給超導量子計算的開創(chuàng)者之后，大家會認為超導量子計算機會馬上實現(xiàn)，更擔心別有用心者會過度炒作甚至消費量子計算機，這對我們真正做超導量子計算的人而言，是一種傷害。

李曉鵬（復旦大學物理學系教授）：頒獎前我也在想，這次諾貝爾物理學獎大概率會頒給量子領域的科學家，因為今年剛好是現(xiàn)代量子力學誕生100周年。我并沒有想到是這三位科學家，但他們絕對是實至名歸的。我作為量子領域從業(yè)的科研人員，心情肯定非常激動，也很受鼓舞。

李亮（上海交通大學物理與天文學院教授）：宏觀量子力學隧穿效應和能量量子化雖然是相對小眾的領域，但是它至少屬于物理學。因此，聽到物理學獎被頒發(fā)給這個領域后，我有一種如釋重負的感覺，覺得物理學獎終于“回歸正?！绷?。

諾獎評選近兩年發(fā)生了很大變化，這可能是諾獎評獎委員會“與時俱進”的結(jié)果。今年它一方面強調(diào)基礎的前沿理論，同時又密切聯(lián)系實際應用。從這個意義上講，諾獎評委會是下了一番功夫的。

為超導量子計算的發(fā)展奠定了基礎

《中國科學報》：能否通俗地介紹一下“宏觀量子力學隧穿效應和能量量子化”是什么意思？這個研究有什么“用處”？

梁文杰：“量子隧穿效應”通俗一點講就是嶗山道士念個咒語，然后穿到墻的另一邊了，這是量子力學的基本特點。在量子力學中，一個基本粒子的位置在空間上是彌散的，碰上一個勢壘時，它有一部分概率是在這兒，有一部分的概率直接跨過去了，勢壘對它來說沒有任何影響。

今年諾貝爾物理學獎涉及的“宏觀量子隧穿”，就是說隧穿效應達到了可以宏觀觀測的程度，即毫米級甚至更大尺度上。我們身邊常見的宏觀量子效應就是超導體。

“能量量子化”是指能量只能按一份一份地變化。就像水龍頭里流出來的水，經(jīng)典條件下想調(diào)大流速，就把水龍頭開大；但如果是量子化的，比方說水流只能從每秒流1立方到2立方、3立方，但要想調(diào)到1.5立方就做不到了。這幾位諾獎得主發(fā)現(xiàn)宏觀電路也存在量子化行為，可以借此進行精準的能量和信息傳輸和校準。

傳統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的量子隧穿效應都是在非常小的體系下，本次授獎的工作證明量子隧穿也可以出現(xiàn)在拿在手里的器件里，且發(fā)現(xiàn)了其中的能量量子化效應，這一效應有可能成為未來電路的基礎，即電子電路不再只依靠數(shù)電子電量控制信息，而是宏量的電子相位相干調(diào)控來控制信息，這可能是他們（諾獎委員會）看重的。

李曉鵬：這三位科學家和2022年獲得諾貝爾物理學獎的三位科學家研究的領域很不一樣。量子力學最初是為了解釋原子、電子等非常微觀的粒子行為。2022年，三位科學家正是因為在單光子尺度上驗證了量子糾纏現(xiàn)象而獲獎。今年的三位得主，則是在宏觀器件中發(fā)現(xiàn)了量子力學隧穿和能量量子化。

在此之前，科學家并不知道在宏觀的人造器件中是否能夠觀測到量子現(xiàn)象，但他們通過設計超導電路系統(tǒng)，成功觀測到了量子力學效應，顛覆了以往的認知。這個發(fā)現(xiàn)也為后面超導量子計算的發(fā)展奠定了基礎，谷歌現(xiàn)在推動的超導量子計算路線正是源于此。