Ученые объяснили важность исследований нобелиатов по физике

Исследования лауреатов Нобелевской премии 2025 года по физике показали, что законы квантового мира могут проявляться и в обычных, "видимых" электрических схемах, рассказали ученые Института физики полупроводников Сибирского отделения РАН.

Это открытие открывает новые перспективы для развития современных технологий и применения квантовых принципов в повседневной жизни. Исследования ученых позволили понять, как квантовые явления могут быть использованы для улучшения работы электрических устройств и систем.

Нобелевская премия 2025 года по физике во вторник 7 октября была присуждена британцу Джону Кларку (1942), французу Мишелю Деворе (1953) и американцу Джону Мартинису (1958) "за открытие макроскопического квантово-механического туннелирования и квантования энергии в электрической цепи".

Это значимое событие подчеркивает важность исследований в области квантовой физики и их применения в современных технологиях. Результаты работы лауреатов Нобелевской премии открывают новые горизонты для науки и техники, позволяя совершить прорыв в области электроники и информационных технологий.

Нобелиаты продемонстрировали, что энергия в такой системе квантована, то есть принимает только определенные значения, по аналогии с энергией электрона в атоме. Это открытие позволяет лучше понять принципы квантовой физики и их применение в современных технологиях. Работы лауреатов показали, что квантовое туннелирование (проникновение сквозь непреодолимый барьер) может проявляться не только на уровне элементарных частиц, атомов, молекул, но и в виде управляемого макроскопического электрического тока в сверхпроводящей цепи. Это открывает новые перспективы для развития квантовых технологий и создания более эффективных устройств. Упрощенно говоря, речь идет о том, что законы квантового мира могут проявляться и в обычных, "видимых" электрических схемах, что меняет представление о возможностях использования квантовых явлений в повседневной жизни.

Сверхпроводящие системы, такие как джозефсоновские переходы, играют ключевую роль в разработке современных квантовых процессоров, созданных компаниями Google, IBM, Microsoft, а также российскими и китайскими научными группами, подчеркнули в Институте физики полупроводников СО РАН. Эти достижения позволили ученым расширить границы квантового мира и применить его в макроскопической реальности, как отметил старший научный сотрудник ИФП СО РАН Алексей Ненашев. Одним из важных аспектов является то, что переход Джозефсона определяет возможные состояния кубита, что дает возможность эффективного управления ими, подчеркнул старший научный сотрудник ИФП СО РАН и доцент Новосибирского государственного университета Илья Бетеров.

Самые значимые достижения по созданию и реализации квантовых вычислений связаны со сверхпроводящей платформой — она сегодня номер один, локомотив квантовых технологий, подчеркнул ученый. В работах нобелевских лауреатов рассматривается не туннелирование отдельных электронов, которое было бы трудно отслеживать. Квантовые свойства переносятся на макроскопический масштаб измеримого тока через джозефсоновский переход, где протекает измеримый управляемый ток. Этот физический механизм лежит в основе квантового превосходства — существования задач, которые можно решить только при помощи квантового, а не обычного компьютера.

Квантовые вычисления открывают перед нами новые горизонты возможностей в области информационных технологий. Сверхпроводящая платформа становится ключом к развитию квантовых технологий и исследованию квантовых явлений. Ученые стремятся к пониманию и использованию квантовых свойств материи для создания более эффективных и мощных вычислительных систем.

Исследования в области квантовых вычислений и сверхпроводимости продолжают привлекать внимание ученых и инженеров со всего мира. Квантовые технологии обещают революцию в сфере вычислений, криптографии и многих других областях, открывая новые возможности для развития современной науки и техники.

Источник и фото - ria.ru