НОБЕЛЕВКА ЗА ИДЕЮ, ВЫДВИНУТУЮ В СССР И США

НОБЕЛЕВКА ЗА ИДЕЮ, ВЫДВИНУТУЮ В СССР И США

Комментарий к Нобелевке по физике-2025 от Устинова Алексея Валентиновича, доктора ф-м н.,профессора, заведующего Лабораторией сверхпроводниковых квантовых технологий НИТУ МИСИС, руководителя группы Российского квантового центра:

"Во-первых, это действительно давно ожидаемая и абсолютно заслуженная Нобелевская премия. Её дали за выдающиеся работы, сделанные ещё в середине 80-х годов. Идеи этих экспериментов предложили в начале 80-х Тони Леггетт (Anthony Leggett) в США и, независимо, Анатолий Ларкин и Юрий Овчинников в СССР. Джон Кларк с его тогда еще очень молодыми соавторами в Калифорнийском университете в Беркли первые в мире смогли экспериментально подтвердить достоверность этих теоретических предсказаний.Следует упомянуть, что Тони Леггетт уже получил Нобелевскую премию в 2003 году вместе с Виталием Гинзбургом и Алексеем Абрикосовым, за совершенно независимое открытие в другой области, в которой его вклад был очень значителен.

Группа Джона Кларка (John Clarke), в которую входили постдок Мишель (Michel Devoret)Деворе и аспирант Джон Мартинис (JohnMartinis), сделала работу, перевернувшую взгляды на квантовую механику. До этого квантовая механика применялась только к микроскопическим объектам - атомам, ионам, фотонам. А теория Леггетта, Ларкина и Овчинникова предсказывала, что её можно применить и к большим объектам — в частности, к сверхпроводниковым цепям. Это было революционное предположение, которому многие тогда не верили, и именно Кларк с коллегами впервые успешно провели его экспериментальную проверку. Сначала, в 1985 году, им удалось наблюдать макроскопическое квантовое туннелирование. Однако сам факт туннелирования ещё не доказывал, что квантовая механика применима полностью и что в таких системах существуют уровни энергии. Это доказал второй эксперимент, выполненный в 1987 году теми же авторами.

После этого наступила пауза примерно на 15 лет. Многие исследователи сверхпроводимости ушли в область высокотемпературных сверхпроводников, и лишь несколько групп продолжали упорные эксперименты. Главной интригой было экспериментальное подтверждение временной динамики, предсказываемой квантовой механикой, а именно когерентных квантовых колебаний. Хотелось бы назвать Ясу Накамуру (Yasunobu Nakamura) и Шена Цая (Jaw-Shen Tsai), руководителя группыNEC в Японии, в которой работал Ясу, и в которой они сделали вместе с Юрием Пашкиным первую работу по сверхпроводниковым кубитам в 1999 году. Эти эксперименты и наблюдение макроскопической квантовой когерентности в группе Ганса Муя (Hans Mooij) в Делфте (Нидерланды) в 2000 году привело к созданию новой квантовой электроники — сверхпроводниковых кубитов, которые сейчас используются для квантовых компьютеров.

Это открытие повлияло на развитие современных технологий. До 2010-2012 годов было непонятно, станет ли это новой технологической областью. Революция произошла, когда ведущие корпорации мира, увидев подтверждённые данные, уверовали, что на этой платформе можно строить квантовые компьютеры. Сейчас в этой области участвуют такие флагманы, как IBM и Google, а также множество стартапов по всему миру. Эта революция была спровоцирована тем, что платформы для квантовых вычислений не сводятся к микрообъектам (атомам, ионам), а реализуются в макроскопических системах, таких как сверхпроводники, где наблюдаются коллективные свойства большого количества частиц с квантовой временной динамикой, необходимой для выполнения квантовых вычислений.

Пионерские работы Джона Кларка, МишеляДеворе и Джона Мартиниса предвосхитили развитие квантовых технологий на сверхпроводниках. Это подтверждает мысль нобелевского лауреата Алексея Абрикосова, который говорил, что для получения Нобелевской премии нужно жить долго. Понятно, конечно, что для этого необходимо много всего сделать, но фактически эта премия дана за работы, сделанные 40 лет назад, положившие начало уже свершившейся технологической революции, которая привела к созданию сверхпроводниковых квантовых компьютеров. (Продолжение в первом комментарии)