2025年ノーベル物理学賞は、「電気回路における巨視的量子トンネル効果とエネルギー量子化の発見」により、ジョン・クラーク、ミシェル・H・デボレ、ジョン・M・マーティニスに授与されました。受賞者たちの研究は、通常は微視的スケールで観察される量子力学的特性が、巨視的システムで具体化できることを実証しました。
研究者たちは、2つの超伝導体が薄い絶縁障壁で分離されているジョセフソン接合を含む超伝導電気回路を使用して一連の実験を行いました。膨大な数の荷電粒子で構成されるこのシステムは、単一の量子力学的粒子として振る舞い、2つの量子的挙動を示しました：トンネル効果によってゼロ電圧状態から脱出し（巨視的量子トンネル効果またはMQTと呼ばれるプロセス）、特定の量子化されたエネルギー量を吸収または放出しました。
この研究は、量子コンピュータや量子センサーを含む次世代の量子技術の基礎を提供しました。後にジョン・M・マーティニスは、量子コンピュータ実験において、量子化された状態を持つ同様の回路を情報担体ユニット（量子ビット）として使用しました。この研究により、超伝導回路が量子ビットのプラットフォームとして可能性があることが確立されました。
これらの発見は、量子力学の理論的理解に影響を与えています。多数のクーパー対で構成される受賞者たちの巨視的量子システムは、大規模な人工原子の一形態です。巨視的量子トンネル効果に関する理論的研究で2003年にノーベル物理学賞を受賞したアンソニー・レゲットのような理論家たちは、受賞者たちの巨視的量子システムをエルヴィン・シュレーディンガーの有名な思考実験と比較しています。
2025年10月7日
