Учёные из Института физики полупроводников Сибирского отделения РАН сообщили, что исследования нобелевских лауреатов по физике 2025 года выявили, что принципы квантовой механики могут проявляться и в привычных электрических цепях, которые мы можем наблюдать невооружённым глазом. 7 октября 2025 года Нобелевская премия по физике была присуждена британцу Джону Кларку (род. 1942), французу Мишелю Деворе (род. 1953) и американцу Джону Мартинису (род. 1958) «за открытие макроскопического квантово-механического туннелирования и квантования энергии в электрической сети».
В сообщении института подчёркивается, что работы победителей продемонстрировали – квантовое туннелирование (процесс прохождения через, казалось бы, непреодолимый барьер) может возникать не только на уровне микрочастиц, таких как атомы и молекулы, но и в виде управляемого электрического тока в сверхпроводящих цепях. Проще говоря, законы квантовой физики способны проявляться и в повседневных, «наглядных» электрических схемах. Было показано, что энергия в подобных системах принимает дискретные значения, аналогично тому, как энергетические уровни электрона в атоме являются квантованными.
Подобные сверхпроводящие структуры, известные как джозефсоновские переходы, ныне служат фундаментом для большинства современных квантовых процессоров, разрабатываемых такими компаниями, как Google, IBM, Microsoft, а также различными российскими и китайскими научными коллективами, отметили в ИФП СО РАН.
«Таким образом, учёные смогли расширить границы квантового мира, сделав его частью нашего макроскопического пространства», — цитируются слова старшего научного сотрудника ИФП СО РАН Алексея Ненашева. По словам Ильи Бетерова, доцента Новосибирского государственного университета и старшего научного сотрудника ИФП СО РАН, именно эффект Джозефсона задаёт возможные состояния кубита — основной единицы информации в квантовом процессоре, над которыми затем можно осуществлять управление.
«При этом в исследованиях лауреатов речь идёт не о туннелировании отдельных электронов, что сложно наблюдать, а о протекании измеряемого и контролируемого тока через джозефсоновский переход.
Квантовые эффекты таким образом распространяются на макроскопический масштаб, что является ключевым механизмом квантового превосходства — способностью решать задачи, недоступные для классических компьютеров. Сегодня ведущие технологические достижения в области квантовых вычислений базируются на сверхпроводящих платформах, которые считаются основным драйвером развития квантовых технологий», — пояснил учёный.