諾貝爾物理學獎得主揭曉 馬蒂尼斯與中研院密切合作

今年諾貝爾物理學獎得主在瑞典時間7日上午揭曉，由英國學者克拉克（John Clarke）、法國學者德沃雷特（Michel H. Devoret）和美國學者馬蒂尼斯（John M. Martinis）等3人共獲殊榮。

這座諾貝爾物理學獎源於40年前3人在加州大學柏克萊分校的研究。中央研究院副院長周美吟指出，大約在1984、1985年，克拉克已是教授，德沃雷特是博士後研究員、馬蒂尼斯則是研究生，該研究團隊在巨觀系統中，看到原本在微觀才能量測到的量子現象。其中，馬蒂尼斯與我國中研院有緊密研究關係，除了擔任中研院量子計畫顧問，更共同開發量子位元製程、共同發表學術論文。

周美吟今日接受媒體聯訪時說明，量子物理是在描述一個微觀的世界，通常指的是電子等很小的粒子，而在量子世界中有兩個非常重要的現象，一是「穿隧」，指的是粒子能夠穿越障礙；另一個是「量子化」，意指粒子的能階並非連續，而是一格一格的。當年，3人的研究團隊透過一系列實驗，發現這兩種量子的現象在巨觀世界中也能量測到。

陽明交通大學電子物理系教授仲崇厚進一步解釋穿隧現象，超導體成對的電子對既是粒子，也具有波動性質，其性質可以用「波函數」來描述。這3位物理學家運用約瑟夫森接面（Josephson junction）的實驗，證明在溫度極低的超導態中，波函數有一定機率穿透位能障礙，且不只發生在單一電子，巨觀下相連的波函數亦是。

穿隧效應也發展出很多應用，陽明交通大學電子研究所教授李佩雯表示，最早、最直接的應用是在醫療檢測方面，舉例來說，超導干涉儀是磁振造影（MRI）的重要組件，可以用來量測非常微弱的磁場變化，以進行影像偵測。而量子電腦最早的啟發，也是運用超導做量子位元，3位科學家所提出的巨觀量子現象，讓IBM在40年前就開始所謂「超導量子電腦」的研究。

中研院院長廖俊智特別提到，本次獲獎的馬蒂尼斯是美國加州大學聖塔芭芭拉分校教授，他2014年借調到Google，期間在頂尖期刊「Nature」發表名為「量子霸權」的研究成果，點出量子電腦的未來。2020年馬蒂尼斯離開Google，中研院2021年得知此事後便與他聯絡，廖俊智同年利用一次到美國出差的機會到他家商談，馬蒂尼斯也高興地答應擔任中研院量子計畫顧問。

廖俊智表示，此後馬蒂尼斯幾乎每周都與中研院進行視訊會議，他從理論到實際操作都有相當精闢的見解與獨到的想法，如今看到馬蒂尼斯得獎，中研院也非常高興。談到馬蒂尼斯私底下待人處事風格，廖俊智大讚馬蒂尼斯是直爽、有話直說，也非常理性的人，雖然有時講話比較直接，但也會察覺到別人的感受。

馬蒂尼斯擔任顧問後，中研院同時積極開發量子位元的製程，廖俊智強調，中研院及馬蒂尼斯一致認為，製程是量子電腦最重要的一環，更是台灣的強項。在馬蒂尼斯提出一項嶄新量子位元的製程構想後，所有的製作過程都在台灣完成，雙方更共同發表學術論文。

周美吟說，馬蒂尼斯的研究態度非常、非常認真，是很出色的實驗物理學家，能夠掌握實驗內容與所有細節，對很多事情都充滿創造力，並推動了許多研究進展。