Ученые показали квантовую физику с макроэлектрическим эффектом

Джон Кларк, Мишель Девор и Джон Мартинис получили Нобелевскую премию в этом году по физике — для экспериментов, которые доказали, что квантовые эффекты могут проявляться не только в отдельных частицах, но и в макроскопических системах.

Это указано на официальном сайте комитета.

Ученые создали электрический круг сверхпроводников, который наблюдал квантовое туннелирование и квантование энергии. Их установка была настолько большой, что она могла поместиться в ее руке.

В своих экспериментах (1984–1985) физика использовала контакт Джозефона — структуру, где два сверхпроводника разделяются тонким слоем непроводящего материала.

Когда электрический ток проходил через круг, система действовала так, как будто заряженные частицы перемещались как одно большое тело, которое заполняет всю цепь.

Этот «макроскопический объект» продемонстрировал типичные квантовые свойства:

Он мог «пронтуннель» через барьер, перемещаясь от состояния без напряжения в состояние с напряжением;

Он поглощал или испускал энергию только в частях, то есть имел дискретные (количественные) уровни энергии.

«Это удивительно, как теория, созданная более ста лет назад, она все еще открывает новые сюрпризы. Квантовая механика не только прекрасна, но и чрезвычайно полезна — она лежит в основе всех цифровых технологий», — сказал Олле Эрикссон, председатель Нобелевского комитета по физике.

Современные микрочипы, квантовые компьютеры, криптографические системы и датчики основаны на принципах, продемонстрированных лауреатами этого года.

В прошлом году лауреатами Нобелевской премии были ученые Джон Хопфилд и Джеффри Эверест Джинтон за «фундаментальные открытия и изобретения, которые позволяют машинному обучению через искусственные нейронные сети».

Они разработали сеть для сохранения и воспроизведения шаблонов, где узлы можно представить в виде пикселей. Сеть использует физические принципы, аналогичные энергии спиновой системы в физике. Она учится находить значения для связей -узлов, чтобы сохранившиеся изображения имели низкую энергию