約翰·馬丁尼斯博士 (Dr. John M. Martinis)。他是量子運算領域的先驅，並因其在「宏觀量子現象」的開創性研究，與 John Clarke 及 Michel Devoret 共同獲得了 2025 年諾貝爾物理學獎。 馬丁尼斯博士並非「做出」一個量子，而是證明了原本只存在於微觀原子世界的「量子行為」，也可以在人造的宏觀電子電路中實現。以下是他實現量子狀態的核心方法： 1. 核心元件：約瑟夫森結 (Josephson Junction) 馬丁尼斯博士的方法不是利用天然原子，而是利用超導體製作出一種特殊的電子元件，稱為「約瑟夫森結」。 * 構造： 將兩層超導金屬中間夾一層極薄的絕緣層。 * 作用： 在極低溫下，超導體內的電子會成對（庫珀對）並展現波動性。這個結可以讓電子以「量子穿隧」的方式通過絕緣層，形成一個人造的量子位元 (Qubit)。 2. 關鍵實驗：宏觀量子穿隧 (MQT) 在 1980 年代，馬丁尼斯博士在實驗中觀察到電子電路展現了兩個關鍵的量子特性： * 能量量子化： 他證明了這個宏觀電路的能量層級是「不連續」的（像階梯一樣），這與原子內部的電子軌域能量層級非常相似。 * 量子穿隧效應： 即使電子的能量不足以越過勢壘（像是一道牆），它們仍有機會「穿牆而過」。這是人類第一次在肉眼可見尺寸的系統中觀測到這種現象。 3. 實作環境：極致低溫 要讓電路展現量子特性，必須消除環境熱能的干擾。馬丁尼斯博士使用「稀釋致冷機」將設備冷卻至約 10 mK (毫克耳文)。 > 註： 這比宇宙深空的溫度（約 2.7 K）還要低上百倍，接近絕對零度。 > 為什麼這很重要？ 馬丁尼斯博士的發現直接催生了現在最主流的量子電腦技術： * Google 的「西克莫」(Sycamore) 處理器： 馬丁尼斯曾領導 Google 量子團隊，利用他研發的超導量子位元技術，在 2019 年宣佈達成「量子霸權」(Quantum Supremacy)。 * 可擴展性： 既然量子態可以用「電路」做出來，我們就能利用成熟的半導體製程來大規模製造量子晶片。 馬丁尼斯博士目前也擔任台灣中研院量子計畫的顧問，持續協助開發量子位元的製程技術。
