Giải Nobel Vật Lý 2025 vinh danh hiện tượng chui hầm lượng tử cỡ lớn

Giải Nobel Vật Lý 2025 được trao cho John Clarke, Michel H. Devoret và John M. Martinis vì phát hiện chui hầm lượng tử cơ học vĩ mô và lượng tử hóa năng lượng trong mạch điện. Nghiên cứu này mở đường cho máy tính lượng tử và nhiều ứng dụng công nghệ lượng tử hiện đại.

Điểm nổi bật

• Khi nghĩ về cơ học lượng tử, chúng ta thường hình dung các hành vi rất nhỏ, không xác định và mang tính sóng trên quy mô vi mô.
• Nhưng cơ học lượng tử không chỉ áp dụng cho những vật thể siêu nhỏ; nó là các tính chất vốn có của mọi hệ thống, dù khó nhận thấy ở quy mô vĩ mô.
• Giải Nobel Vật Lý 2025 vinh danh những tiến bộ lượng tử ở quy mô vĩ mô, từ chui hầm lượng tử đến dòng điện không mất điện áp, đánh dấu bước đột phá trong vật lý ứng dụng.

Thế giới cổ điển và hiện tượng chui hầm lượng tử

Hầu hết chúng ta đều quen với việc ném một quả bóng vào tường; miễn là bức tường còn nguyên vẹn, quả bóng sẽ luôn bật trở lại, không bao giờ xuyên qua được. Điều này đúng trong thế giới cổ điển, nhưng trong thế giới lượng tử, luôn tồn tại xác suất dương, khác không để hạt chui hầm qua chướng ngại, như minh họa ở hình bên phải.

©Johan Jarnestad/Học viện Khoa học Hoàng gia Thụy Điển

Khám phá đoạt Nobel 2025

Giải Nobel Vật Lý 2025 được trao cho John Clarke, Michel H. Devoret và John M. Martinis vì phát hiện chui hầm lượng tử cơ học vĩ mô và lượng tử hóa năng lượng trong mạch điện. Họ đã kết hợp hiệu ứng Josephson và hiện tượng siêu dẫn để tạo ra mạch điện vĩ mô cư xử như một hạt lượng tử duy nhất, mở đường cho máy tính lượng tử.

Ứng dụng và tương lai

Công trình của họ là tiền đề cho kiến trúc qubit siêu dẫn—nền tảng của máy tính lượng tử hiệu suất cao và các công nghệ hình ảnh y sinh siêu chính xác. Thành tựu này cũng đặt cơ sở cho các ứng dụng đo lường chính xác trong nhiều lĩnh vực từ thần kinh học đến địa vật lý.