2025 물리학상에 존 클라크, 미셸 드보레, 존 마티니스 수상 Nobel Prize in Physics 2025

Nobel Prize in Physics 2025

Their experiments on a chip revealed quantum physics in action

A major question in physics is the maximum size of a system that can demonstrate quantum mechanical effects. This year’s Nobel Prize laureates conducted experiments with an electrical circuit in which they demonstrated both quantum mechanical tunnelling and quantised energy levels in a system big enough to be held in the hand.

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2025/press-release

스웨덴 왕립 과학 아카데미는 2025년 노벨 물리학상을 수여하기로 결정했습니다.

존 클라크

캘리포니아 대학교 버클리, 미국

미셸 드보레

Yale University, New Haven, CT 및

University of California, Santa Barbara, 미국

존 M. 마티니스

캘리포니아 대학교, 산타바바라, 미국

“전기 회로에서 거시적 양자역학적 터널링과 에너지 양자화의 발견”

"양자컴퓨터 기반 만들었다"

칩에 대한 실험은 양자 물리학이 실제로 작동하는 것을 보여주었습니다.

물리학에서 중요한 문제 중 하나는 양자역학적 효과를 입증할 수 있는 시스템의 최대 크기가 얼마인가 하는 것입니다. 올해 노벨상 수상자들은 전기 회로를 이용한 실험을 통해 손에 쥘 수 있을 만큼 큰 시스템에서 양자역학적 터널링과 양자화된 에너지 준위를 모두 입증했습니다.

양자역학은 터널링이라는 과정을 통해 입자가 장벽을 통과할 수 있도록 합니다. 많은 수의 입자가 관여하게 되면 양자역학적 효과는 대개 미미해집니다. 수상자들의 실험은 양자역학적 특성이 거시적인 규모에서 구체화될 수 있음을 보여주었습니다.

1984년과 1985년에 존 클라크 , 미셸 H. 데보레 , 존 M. 마티니스는 전기 저항 없이 전류를 흘릴 수 있는 초전도체로 제작된 전자 회로를 사용하여 일련의 실험을 수행했습니다. 이 회로에서 초전도체 구성 요소는 조셉슨 접합이라고 알려진 얇은 비전도성 물질 층으로 분리되어 있었습니다. 그들은 회로의 다양한 특성을 모두 개선하고 측정함으로써 전류가 흐를 때 발생하는 현상을 제어하고 탐구할 수 있었습니다. 초전도체를 통과하는 대전 입자들은 마치 전체 회로를 채우는 단일 입자처럼 행동하는 시스템을 구성했습니다.

이 거시적인 입자 유사 시스템은 처음에는 전압 없이 전류가 흐르는 상태에 있습니다. 이 시스템은 마치 넘을 수 없는 장벽 뒤에 있는 것처럼 이 상태에 갇혀 있습니다. 실험에서 이 시스템은 터널링을 통해 영전압 상태를 벗어나는 데 성공함으로써 양자적 특성을 보입니다. 시스템의 변화된 상태는 전압의 발생을 통해 감지됩니다.

수상자들은 또한 이 시스템이 양자역학에서 예측한 방식대로 동작한다는 것을 보여줄 수 있습니다. 즉, 이 시스템은 양자화되어 있으며, 이는 이 시스템이 특정 양의 에너지만 흡수하거나 방출한다는 것을 의미합니다.

노벨 물리학 위원회 위원장인 올레 에릭손은 "수세기 된 양자역학이 끊임없이 새로운 놀라움을 선사하는 방식을 기념할 수 있어 기쁩니다. 또한 양자역학은 모든 디지털 기술의 기반이기 때문에 매우 유용합니다."라고 말했습니다.

컴퓨터 마이크로칩의 트랜지스터는 우리 주변에 자리 잡은 양자 기술의 한 예입니다. 올해 노벨 물리학상은 양자 암호, 양자 컴퓨터, 양자 센서를 포함한 차세대 양자 기술 개발의 기회를 제공했습니다.

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2025/press-release

https://youtu.be/m9FUkAis62s