Известно, что Нобелевская премия 2025 года по физике была присуждена выдающимся ученым: британцу Джону Кларку (1942), французу Мишелю Деворе (1953) и американцу Джону Мартинису (1958) за их открытие в области макроскопического квантового туннелирования и квантования энергии в электрической цепи.
Эти достижения не только расширяют наше понимание мира, но и намечают путь к новым технологиям, которые могут изменить нашу жизнь в корне, открывая перед нами неограниченные возможности в области квантовой физики и энергетики.
В мире квантовой физики законы функционируют совершенно иначе по сравнению с классической физикой. Один из ключевых принципов - суперпозиция, когда квантовые частицы существуют во всех возможных состояниях одновременно до момента измерения. Эти частицы могут быть запутаны, взаимодействуя как единое целое и влияя друг на друга мгновенно даже на огромных расстояниях. Весь квантовый мир пропитан вероятностным характером, в отличие от макромира, который предсказуем в своих процессах. Острась также упомянул о явлении, которое присуще квантовому миру - туннелировании. Этот эффект описывает ситуацию, когда частица способна преодолеть энергетический барьер, даже если у нее недостаточно энергии для этого.Важно отметить, что квантовая физика представляет собой удивительный мир, полный неожиданных и захватывающих явлений, которые выходят за рамки нашего привычного понимания. Все эти особенности делают квантовую физику одной из самых захватывающих исследовательских областей в современной науке.Эксперт пояснил, что с точки зрения классической физики такое явление невозможно, сравнивая его с мячом, который вдруг оказался бы за горой без достаточной энергии для перекатывания через ее вершину. Однако ключевая особенность описанных законов заключается в их применимости на уровне атомов, электронов, фотонов и других микрообъектов. Ученый Острась отметил, что открытие, за которое была присуждена Нобелевская премия группе исследователей, изменило представления о границах применимости квантовой механики.Исследователи Кларк, Деворе и Мартинис показали, что квантовое туннелирование не ограничивается отдельными частицами, а может проявляться и в макроскопических системах. Они продемонстрировали этот эффект на электрической цепи миллиметрового размера, содержащей триллионы частиц. Эту информацию предоставил источник агентства, который также отметил, что такое явление становится возможным благодаря созданию специальных условий, включая охлаждение системы до сверхнизких температур. При таком охлаждении вся система частиц начинает проявлять коллективное поведение, ведя себя как единая квантовая система, описываемая одной волновой функцией. По словам Острася, это открывает новые перспективы для изучения квантовой физики в макроскопических объектах и может привести к созданию новых технологий на основе квантовых явлений.Исследователи в Калифорнийском университете в Беркли разработали устройство, которое базируется на использовании двух сверхпроводящих материалов, разделенных чрезвычайно тонким слоем изолятора, что привело к созданию джозефсоновского контакта. Этот тип структуры обладает квантовыми свойствами, позволяющими сверхпроводящему току протекать через изолирующий барьер без внешнего напряжения благодаря квантовому туннелированию куперовских пар электронов.Особенностью устройства, созданного исследователями из Калифорнийского университета в Беркли, является его способность пропускать сверхпроводящий ток через изоляционный слой без использования внешнего напряжения. Это достигается за счет особенностей квантовой физики и туннелирования куперовских пар электронов.Квантовая особенность устройства, разработанного исследователями из Калифорнийского университета в Беркли, заключается в возможности прохождения сверхпроводящего тока через изолирующий слой без применения внешнего напряжения благодаря квантовому туннелированию куперовских пар электронов.Макроскопические квантовые эффекты, демонстрируемые определенными явлениями, играют ключевую роль в современных технологиях вычислительной и коммуникационной сфер. Недавние открытия нобелевских лауреатов расширили наше понимание, показав, что джозефсоновские системы могут проявлять квантовые явления на макроскопическом уровне, переходя в новые состояния через туннелирование. Это открывает новые перспективы для развития суперкомпьютеров и гибридных вычислительных платформ.Эксперт подчеркнул, что макроскопические квантовые эффекты не только способствуют созданию новых технологий, но и позволяют объединить классические, нейроморфные и квантовые методы вычислений для более эффективной обработки информации. Они становятся основой для инноваций в области вычислительной техники и открывают новые горизонты в сфере информационных технологий.Именно благодаря макроскопическим квантовым эффектам ученые и инженеры могут создавать уникальные системы, способные оперировать на грани классической и квантовой физики, что открывает возможности для революционных достижений в области вычислительной мощности и обработки данных.Эксперт подчеркнул, что важным шагом на пути создания интегральной криогенной системы управления устройствами квантовых компьютеров в России стала разработка генератора опорного сигнала на базе джозефсоновского контакта для контроля состояния кубита. Это открывает новые перспективы в области квантовых технологий и исследований.По словам эксперта, результаты работ нынешних лауреатов позволяют не только создавать и контролировать макроскопические квантовые объекты, но и открывают возможность разработки сверхчувствительных квантовых магнитометров (СКВИДов). Эти устройства способны измерять магнитные поля сердца, мозга и других органов с высоким пространственным и временным разрешением, что значительно улучшает возможности диагностики широкого спектра заболеваний на ранних стадиях.Таким образом, продвижения в области квантовых технологий не только способствуют развитию науки, но и могут иметь значительный практический эффект, улучшая методы диагностики и лечения различных заболеваний.Эксперт: В работе лауреатов, которую резюмировал Острась, была стерта граница между квантовым микромиром и нашим макромиром, что заложило технологическую базу для Второй квантовой революции. Это открытие открывает новые перспективы в области квантовых технологий и исследований.Таким образом, достижения лауреатов в области квантовой физики оказались революционными, проложив путь к новым возможностям в сфере науки и технологий. Они дали толчок к развитию квантовых вычислений и квантовой криптографии, что может изменить наше представление о современных технологиях.Это значимое событие подчеркивает важность дальнейших исследований в области квантовой физики и показывает, что мы только начинаем понимать потенциал квантовых явлений. Вторая квантовая революция уже на подходе, и ученые продолжат стремиться к новым открытиям и инновациям.Источник фото: РИА Новости
