Эксперт оценил важность исследований Нобелевских лауреатов по физике

Новые открытия лауреатов Нобелевской премии по физике 2025 года не только стерли границу между квантовым микромиром и нашим макромиром, но и открыли путь к новой эпохе "квантовой революции", утверждает генеральный директор Российского квантового центра Максим Острась в интервью РИА Новости.

Исследования, проведенные Джоном Кларком, Мишелем Деворе и Джоном Мартинисом, привели к присуждению им Нобелевской премии 2025 года по физике за открытие феноменов макроскопического квантово-механического туннелирования и квантования энергии в электрической цепи.

Эти открытия не только изменят наше представление о мире, но и окажут значительное влияние на развитие современных технологий и науки в целом, отмечает Максим Острась.

В мире квантовой физики законы функционируют по-своему, отличаясь от привычных законов классической физики. Квантовые частицы существуют в удивительном состоянии суперпозиции, находясь одновременно во всех возможных состояниях до момента измерения. Они могут быть запутаны, взаимодействуя как единое целое и воздействуя друг на друга мгновенно даже на огромных расстояниях. Весь квантовый мир пропитан вероятностным характером, в отличие от предсказуемости макромира, подчеркнул Острась.

Кроме того, в квантовой реальности происходит удивительное явление, которое называется туннелированием, пояснил ученый. Это феномен, при котором частица способна преодолеть энергетический барьер, даже если ее полная энергия недостаточна для этого.

Таким образом, квантовая физика открывает перед нами мир, где правят совершенно иные законы и явления, в котором даже самые фундаментальные принципы классической физики перестают действовать.

Эксперт пояснил, что с точки зрения классической физики невозможно, чтобы мяч внезапно оказался по другую сторону горы без достаточной энергии для перекатывания через ее вершину. Это пример того, как законы физики работают на макроскопических объектах. Однако, ключевая особенность этих законов проявляется на квантовом уровне, на атомарном и субатомарном уровнях, как отметил эксперт Острась.

Он также добавил, что открытие, за которое ученые были удостоены Нобелевской премии, изменило представления о границах применимости квантовой механики. Это открывает новые перспективы в понимании микромира и его взаимодействия с макромиром. Возможно, в будущем мы увидим еще более удивительные явления, которые нарушат наши привычные представления о физических законах.

Исследователи Кларк, Деворе и Мартинис обнаружили, что явление квантового туннелирования проявляется не только на уровне отдельных частиц, но и в макроскопических системах, таких как электрическая цепь миллиметрового размера, содержащая триллионы частиц. По словам представителя агентства, это явление становится заметным при определенных условиях, включая охлаждение системы до экстремально низких температур. В таких условиях вся система частиц начинает вести себя как единое целое, подчиняясь одной общей волновой функции, пояснил Острась.

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли создали устройство, основанное на двух сверхпроводящих материалах, между которыми разместили чрезвычайно тонкий слой изолятора, известный как джозефсоновский контакт. Это устройство обладает квантовой особенностью, которая заключается в возможности протекания сверхпроводящего тока через изолирующий барьер без внешнего напряжения, благодаря квантовому туннелированию куперовских пар электронов.

Изучение джозефсоновских контактов имеет большое значение для развития квантовых технологий и создания более эффективных устройств. Этот тип структуры позволяет исследователям глубже понять сверхпроводимость и квантовые явления, открывая новые перспективы в области электроники и физики.

Квантовое туннелирование куперовских пар электронов через изолирующий барьер в джозефсоновском контакте является фундаментальным явлением, которое может привести к созданию инновационных устройств с уникальными свойствами и потенциалом для применения в различных областях науки и техники.

Макроскопические квантовые эффекты играют ключевую роль в развитии современных технологий, от вычислительной до коммуникационной. Эксперт подчеркнул, что недавние исследования нобелевских лауреатов показали, что джозефсоновские системы могут "туннелировать" при определенных условиях, переходя в новые состояния, что ранее казалось невозможным с точки зрения классической физики.

Макроскопические квантовые эффекты не только демонстрируют удивительные свойства в мире микроэлектроники, но и открывают путь к созданию гибридных сверхпроводниковых платформ для суперкомпьютеров. Это позволит использовать различные типы вычислений, включая классические, нейроморфные и квантовые, для максимально эффективной обработки информации.

Острась подчеркнул, что эти новые возможности открывают перспективы для более широкого применения квантовых технологий в будущих вычислительных системах и коммуникационных сетях.

Эксперт подчеркнул, что важным шагом на пути создания интегральной криогенной системы управления кубитами в России стала разработка генератора опорного сигнала на базе джозефсоновского контакта. Это открывает новые перспективы для контроля состояния кубита и развития квантовых технологий в целом.

Согласно эксперту, результаты работ нынешних лауреатов позволяют создавать и управлять макроскопическими квантовыми объектами. Это открывает путь к разработке сверхчувствительных квантовых магнитометров (СКВИДов), способных диагностировать широкий спектр заболеваний на ранних этапах.

Создание интегральной криогенной системы управления кубитами является важным этапом в развитии квантовых технологий. Работы лауреатов открывают новые возможности для применения квантовых устройств в медицине и науке.

Эксперт отметил, что достижения лауреатов в области квантовой физики существенно расширили наше понимание взаимодействия микромира и макромира. Это открытие не только утвердило новые грани науки, но и положило основу для развития Второй квантовой революции. Острась подчеркнул, что их работа имеет огромный потенциал для технологических инноваций и перспективных приложений в будущем.

Источник и фото - ria.ru