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2025年,诺贝尔物理学奖的桂冠授予了量子电路 (Quantum circuitry) 领域的三位开拓者——约翰·克拉克 (John Clarke)、米歇尔·德沃雷 (Michel H. Devoret) 和约翰·马丁尼斯 (John M. Martinis)。他们的卓越贡献在于,率先证明了隧穿和能量量子化这类奇特的量子现象,完全可以在我们日常所见的宏观电路 (Electrical circuits) 中发生。
然而,在这些彪炳史册的科学成就背后,三位桂冠得主各自拥有着丰富多彩的人生和鲜为人知的趣闻轶事。
约翰·克拉克:追求极致的精密工匠
约翰·克拉克
年届八旬的克拉克是三人中的前辈。这位在剑桥土生土长的实验物理学家,将其五十余年的学术生涯奉献给了加州大学伯克利分校。他在超导领域的建树举世闻名,而他一丝不苟的行事风格与对“创造”的终生热爱,也同样堪称传奇。
克拉克与生俱来的动手能力在童年时便展露无遗。他从小就对机械玩意儿极度着迷,每年圣诞节父母都会送他金属拼装玩具(Meccano sets)的升级套件,这些零件会在他手中变幻出成百上千种机器。

这样的拼装玩具套件是克拉克小时候的最爱 | Billy Black
高中时代,他利用从剑桥大学退役的EDSAC-1计算机上“淘”来的真空管,亲手打造了一台可以运转的模拟计算机。据说,他当年亲自跑到大学实验室,恳求研究人员匀给他一些旧零件,一位乐于提携后辈的科学家便给了他一个装有48个真空管的机箱。做出来的模拟计算机,后来被他带到学校用来解微分方程。
科学远非克拉克年轻时唯一的闪光点。他曾是一位出色的运动员,担任过三年高中田径队队长。作为一名短跑兼跨栏好手,他在100码和440码项目上都创造过个人最佳纪录,还曾涉足三级跳远。体育竞技锤炼出的纪律与好胜心,完美地补充了他的学术追求。

1976年,克拉克在伯克利实验室进行量子纠缠实验 | University of California Graphic Arts / Lawrence Berkeley Laboratory
同事们常开玩笑说,约翰·克拉克的实验室一尘不染,干净得“可以直接在地上用餐”。他的工作空间永远井然有序:电线盘绕得整整齐齐,仪器设备标签分明,绝无半点杂乱或噪音干扰。这种对精确近乎冥想般的追求,正是他科研风格的缩影。学生们私下给他起外号:“超导界的禅师”。
米歇尔·德沃雷:融汇想象与现实的探索者
米歇尔·德沃雷
72岁的德沃雷,为这个科学三人组注入了独特的欧洲气质。这位在耶鲁大学任教的法裔美籍物理学家,以其将大胆理论与量子器件巧妙结合的独特风格而著称。
上世纪80年代初,刚在法国取得博士学位的他,便远赴美国加州,以博士后研究员的身份加入了克拉克的伯克利实验室。在那里,他那“充满欧洲风情的理论胆识”与克拉克“基于经验的严谨”发生了奇妙的化学反应。德沃雷是那个永远在问“如果我们试试这个会怎样?”的“点子大王”,正是这种探索精神,激励着团队在一次次失败后仍能勇往直前。
完成了2年的博士后研究后,德沃雷回到法国继续学术生涯。又过了二十年,耶鲁大学的量子实验室成立,想挖德沃雷跳槽。原本以为会挖不动他(毕竟人家已经在祖国功成名就),没想到一说就通。这可能还得归功于德沃雷的爹——1966年,米歇尔小朋友随着父亲在耶鲁所在的城市纽黑文住过一年,他很喜欢美国生活的“异国情调”。
德沃雷除了(曾经)在耶鲁大学和加州大学圣芭芭拉分校有教职之外,也是谷歌Quantum AI实验室的首席科学家。(我要是谷歌,就立刻发公关稿:“我司员工连续两年斩获诺奖。加入本司,你就是诺奖的下一个得主!”)
约翰·马丁尼斯:知行合一的梦想家
约翰·马丁尼斯
67岁的马丁尼斯是三人组中的“加州实用派”。最与众不同的特质,是他那永不疲倦、凡事亲力亲为的风格。因此,他常被誉为是“物理学家中的工程师”。
马丁尼斯表示自己是一个“明确的乐观主义者”。他在研究时总是会高度专注于某一个目标,他认为自己在物理学研究上的成就正是源于这种性格特质。他引用书籍《从0到1》(Zero to One)中的一句话来表达自己:“一个明确的乐观主义者会决定一件最好的事情,然后去做。”(他真的非常喜欢这本书,在不同的采访和演讲中都曾提到。)

彼得·蒂尔(Peter Thiel)的《从0到1》是马丁尼斯喜欢的书籍 | roblilwall.com
当别人还在为理论问题争论不休时,马丁尼斯可能正为了搞定一块新芯片的布线而彻夜不眠。他坚持亲手调整线缆、焊接元件,从不假手于技术人员。这种“工匠精神”伴随了他整个职业生涯。一位同事曾说,比起在会议室里高谈阔论,你更有可能在稀释制冷机 (Dilution refrigerator) 旁看到他正在拧紧一颗螺丝。
马丁尼斯最为人所知的身份可能是“谷歌科学家”。2014年,科技巨头谷歌斥资数百万美元,将马丁尼斯及其在加州大学圣芭芭拉分校的整个实验室招致麾下,组建量子硬件团队。学界与业界的这次罕见联姻最终硕果累累。
2019年10月,马丁尼斯团队宣布,他们在一台名为“悬铃木”的53量子比特 (Qubit) 处理器上,成功实现了“量子优越性” (Quantum supremacy)。这项计算对当时最强大的经典超级计算机来说,需要耗费数千年才能完成。这一成就迅速登上全球媒体头条,被誉为量子技术领域的“莱特兄弟时刻”。
然而,在那之后不久,2020年,看似事业正如日中天的马丁尼斯却选择离开谷歌。据他自己所说,这是一次“和平分手”:他充分认可谷歌研究团队的能力,只是“性格和研究风格不合”导致了一些问题而已。

(过去式的)“谷歌科学家”或许是马丁尼斯最为人所知的身份 | thequantuminsider.com
PS:除去普通人看不懂的量子部分,马丁尼斯在采访中回答最多的问题或许就是“你为什么加入谷歌”和“你为什么离开谷歌”了……
Guokr
这三位科学家的组合,仿佛一支配合默契的实验室乐队:一位追求极致的精确,一位充满创造的巧思,一位勇于实践的笃行。
时光回溯到上世纪80年代,在加州大学伯克利分校那间小小的实验室里,他们用超导材料搭建起了一种能够实现量子“隧穿”的电路。这在人类历史上第一次雄辩地证明:神秘的量子力学法则,并非只存在于微观的原子世界,它同样可以在我们触手可及的宏观电路中上演。
几十年后,这条开创性的道路,最终通向了今天的量子计算机,也通向了斯德哥尔摩的诺贝尔奖殿堂。
作者:窗敲雨,Luna,沈知涵
编辑:Steed
明天下午,2025年诺贝尔奖还将公布化学奖。果壳依然会跟你一起等待诺奖的结果,并在第一时间发布最靠谱的诺奖解读。快来关注,不要错过!
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