Vào ngày 7 tháng 10 năm 2025, trong lễ trao giải Nobel Vật lý tại Stockholm, Thụy Điển, ảnh của ba nhà khoa học Mỹ đoạt giải, John Clarke, Michel H. Devoret và John M. Martinis, đã được trình chiếu trên màn hình. Họ được trao giải vì những thí nghiệm đột phá đã khám phá ra hiệu ứng đường hầm lượng tử vĩ mô và lượng tử hóa năng lượng trong mạch điện. (Jonathan Nackstrand/AFP qua Getty Images)
Giải Nobel Vật lý năm 2025 đã được trao cho 3 nhà khoa học xuất sắc người Mỹ: John Clarke, Michel Devoret và John Martinis. Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã công bố giải thưởng vào thứ Ba (7/10) cho “những đột phá thử nghiệm trong công nghệ lượng tử”, mở đường cho sự phát triển của thế hệ công nghệ kỹ thuật số tiếp theo.
Giải thưởng này ghi nhận những thí nghiệm đột phá của họ vào giữa những năm 1980, chứng minh rằng hành vi cơ học lượng tử, trước đây được cho là chỉ tồn tại ở cấp độ vi mô (nguyên tử và các hạt hạ nguyên tử), cũng có thể được quan sát ở cấp độ vĩ mô của các mạch điện tử thông thường. Khám phá này đã cách mạng hóa hiểu biết khoa học về ranh giới giữa vật lý cổ điển và vật lý lượng tử, đồng thời đặt nền móng cho công nghệ lượng tử hiện đại.
Các hành vi cơ học lượng tử, chẳng hạn như hiệu ứng đường hầm lượng tử và lượng tử hóa năng lượng, từ lâu đã rất khó quan sát bằng mắt thường. Tuy nhiên, 3 nhà khoa học này, sử dụng các mạch điện tử siêu dẫn, đã chứng minh thành công các hiện tượng lượng tử này trong một hệ thống có kích thước bằng một con chip (hoặc wafer), thậm chí có thể cầm gọn trong tay.
Chìa khóa nằm ở việc sử dụng mối nối Josephson, một thiết bị gồm 2 chất siêu dẫn được kẹp giữa một lớp cách điện cực mỏng. Thông qua các phép đo chính xác, họ đã chứng minh rằng khi dòng điện chạy qua mạch, hàng tỷ hạt tích điện (cặp Cooper) hoạt động tập thể như một thực thể lượng tử duy nhất và có thể thoát khỏi trạng thái ban đầu bằng hiệu ứng đường hầm, giống như một vật thể đi xuyên qua tường.
Chính khả năng đưa các hiệu ứng lượng tử từ vi mô lên vĩ mô đã cho phép con người phát triển các thành phần lượng tử có thể sử dụng trong thực tế, do đó “mở ra một kỷ nguyên mới của cơ học lượng tử”.
Giáo sư Clark, một trong những người đoạt giải, cho biết trong một cuộc phỏng vấn qua điện thoại rằng ông “hoàn toàn choáng váng” khi nghe tin về giải thưởng: “Tất nhiên, tôi chưa bao giờ nghĩ rằng nghiên cứu này sẽ là lý do giúp tôi giành được giải Nobel”.
Ông cũng nhấn mạnh đến những ứng dụng rộng rãi của nghiên cứu này: “Tôi đang nói chuyện trên điện thoại di động của mình ngay lúc này, và tôi nghĩ bạn cũng đang nói chuyện trên điện thoại di động của tôi, và một trong những lý do cơ bản khiến điện thoại di động hoạt động là nhờ tất cả những công trình này.”
Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển cho biết trong một tuyên bố rằng bước đột phá về vật lý này mang đến cơ hội phát triển các công nghệ lượng tử thế hệ tiếp theo, bao gồm:
Mật mã lượng tử: cung cấp phương thức truyền thông an toàn không thể phá vỡ.
Máy tính lượng tử: có thể giải quyết một số vấn đề nhanh hơn hàng triệu lần so với siêu máy tính hiện tại.
Cảm biến lượng tử: cho phép đo có độ chính xác cực cao.
Trên thực tế, công nghệ lượng tử đã phổ biến trong cuộc sống hàng ngày; bóng bán dẫn trong vi mạch máy tính là một ví dụ phổ biến.
Cả ba người đoạt giải đều có mối quan hệ sâu sắc với các tổ chức học thuật hàng đầu của Mỹ: Clark sinh ra ở Anh là giáo sư tại Đại học California, Berkeley; Devoret sinh ra ở Pháp là giáo sư tại Đại học Yale và Đại học California, Santa Barbara; và Martinis, người Mỹ bản địa, là giáo sư tại Đại học California, Santa Barbara.
Đáng chú ý, cả Devoret và Martinis đều đã hợp tác chặt chẽ với gã khổng lồ công nghệ Google.
Martinis trước đây từng lãnh đạo Phòng thí nghiệm Trí tuệ Nhân tạo Lượng tử của Google, nơi nhóm của ông công bố vào năm 2019 rằng họ đã đạt được “ưu thế lượng tử”, nghĩa là khả năng của máy tính lượng tử trong việc thực hiện các tác vụ cụ thể tốt hơn siêu máy tính mạnh nhất thế giới.
Devoret hiện là Nhà khoa học Trưởng về Trí tuệ Nhân tạo Lượng tử của Google.
Giải Nobel Vật lý do Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển trao tặng với tổng giá trị giải thưởng là 11 triệu kronor Thụy Điển (khoảng 1,2 triệu đô la Mỹ), được chia đều cho những người đoạt giải.
Vật lý là hạng mục giải thưởng đầu tiên được nhắc đến trong di chúc của Alfred Nobel, phản ánh vai trò trung tâm của nó trong khoa học hiện đại. Giải thưởng đã vinh danh những nhà khoa học vĩ đại như Albert Einstein, Marie Curie, và nhà tiên phong về lý thuyết lượng tử Niels Bohr.
Giải Nobel Vật lý theo truyền thống là giải Nobel thứ hai được trao trong tuần này, diễn ra một ngày sau khi h2 nhà khoa học người Mỹ và một nhà khoa học người Nhật Bản giành giải Nobel Y học nhờ những đột phá trong việc tìm hiểu hệ miễn dịch. Giải Nobel Hóa học sẽ được trao vào thứ Tư (8/10).
Trung tâm Nghiên cứu Địa chất Đức (GFZ) thông báo ngày 7/10 rằng đã xảy…
Ông Lại nói nếu ông Trump thuyết phục được ông Tập từ bỏ vĩnh viễn…
Đổng Thư Sướng cho biết anh bị ướt sũng trong tuyết lạnh và mưa, ngay…
Gần đây, xung quanh các động thái ngoại giao của ĐCSTQ, ba sự kiện đã…
Hôm thứ Ba (ngày 7/10), Tesla tuyên bố rằng họ đã ra mắt phiên bản…
Cựu Thủ tướng Pháp Edouard Philippe đã kêu gọi Tổng thống Emmanuel Macron từ chức…
