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2025諾貝爾物理獎,又是這家公司贏了?

2025年,諾貝爾物理學獎的桂冠授予了量子電路(Quantum circuitry)領域的三位開拓者——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)。

他們的卓越貢獻在於,率先證明了隧穿和能量量子化這類奇特的量子現象,完全可以在我們日常所見的宏觀電路(Electrical circuits)中發生。

然而,在這些彪炳史冊的科學成就背後,三位桂冠得主各自擁有着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

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,將其五十餘年的學術生涯奉獻給了加州大學伯克利分校。他在超導領域的建樹舉世聞名,而他一絲不苟的行事風格與對「創造」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着迷,每年聖誕節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。

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,親手打造了一台可以運轉的模擬計算機。據說,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,一位樂於提攜後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,後來被他帶到學校用來解微分方程。

約翰·克拉克

這樣的拼裝玩具套件是克拉克小時候的最愛| Billy Black

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碼項目上都創造過個人最佳紀錄,還曾涉足三級跳遠。體育競技錘鍊出的紀律與好勝心,完美地補充了他的學術追求。

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,乾淨得「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,儀器設備標籤分明,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:「超導界的禪師」。

米歇爾·德沃雷:融匯想像與現實的探索者

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。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,以博士後研究員的身份加入了克拉克的伯克利實驗室。在那裏,他那「充滿歐洲風情的理論膽識」與克拉克「基於經驗的嚴謹」發生了奇妙的化學反應。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,激勵着團隊在一次次失敗後仍能勇往直前。

完成了2年的博士後研究後,德沃雷回到法國繼續學術生涯。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(畢竟人家已經在祖國功成名就),沒想到一說就通。這可能還得歸功於德沃雷的爹——1966年,米歇爾小朋友隨着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」。

德沃雷除了(曾經)在耶魯大學和加州大學聖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,就立刻發公關稿:「我司員工連續兩年斬獲諾獎。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,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於某一個目標,他認為自己在物理學研究上的成就正是源於這種性格特質。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,然後去做。」(他真的非常喜歡這本書,在不同的採訪和演講中都曾提到。)

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晶片的布線而徹夜不眠。他堅持親手調整線纜、焊接元件,從不假手於技術人員。這種「工匠精神」伴隨了他整個職業生涯。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百萬美元,將馬丁尼斯及其在加州大學聖芭芭拉分校的整個實驗室招致麾下,組建量子硬件團隊。學界與業界的這次罕見聯姻最終碩果纍纍。

2019年10月,馬丁尼斯團隊宣佈,他們在一台名為「懸鈴木」的53量子比特(Qubit)處理器上,成功實現了「量子優越性」(Quantum supremacy)。這項計算對當時最強大的經典超級計算機來說,需要耗費數千年才能完成。這一成就迅速登上全球媒體頭條,被譽為量子技術領域的「萊特兄弟時刻」。

然而,在那之後不久,2020年,看似事業正如日中天的馬丁尼斯卻選擇離開谷歌。據他自己所說,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,馬丁尼斯在採訪中回答最多的問題或許就是「你為什麼加入谷歌」和「你為什麼離開谷歌」了……

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,一位充滿創造的巧思,一位勇於實踐的篤行。

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,他們用超導材料搭建起了一種能夠實現量子「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,並非只存在於微觀的原子世界,它同樣可以在我們觸手可及的宏觀電路中上演。

幾十年後,這條開創性的道路,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。

責任編輯: 李華  來源:果殼 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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