2025年10月7日，瑞典皇 家科學(xué)院宣布，將2025年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予約翰·克拉克（John Clarke）、米歇爾·德沃雷（Michel H. Devoret）與約翰·馬丁尼斯（John M. Martinis），以表彰他們“在電路中實(shí)現(xiàn)宏觀量子隧穿與能級量子化（for the discovery of macroscopic quantum mechanical tunnelling and energy quantisation in an electric circuit）”的杰出貢獻(xiàn)。

諾獎(jiǎng)級突破：超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)與 SQUID 技術(shù)的誕生

回溯至1985年，3位獲獎(jiǎng)?wù)咴诩又荽髮W(xué)伯克利分校的同一課題組，師徒三人在當(dāng)時(shí)進(jìn)行了非常開創(chuàng)性的實(shí)驗(yàn)。他們巧妙利用超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)的隧穿效應(yīng)，觀察到在約瑟夫森結(jié)的量子態(tài)行為。通過精確分析約瑟夫森結(jié)兩側(cè)的量子相位差和勢壘儲能特性后，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將約瑟夫森結(jié)接入到超導(dǎo)環(huán)之中，成功構(gòu)建出后來我們熟知的SQUID（superconducting quantum interference device）。

通過SQUID器件的量子特性，超導(dǎo)環(huán)中的磁通變化能夠以量子態(tài)的形式從電路中得到反饋，這一特性突破了傳統(tǒng)測量技術(shù)的靈敏度極限，為諸多領(lǐng)域的 “微小信號探測” 提供了可能。例如在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，治療少兒癲癇、神經(jīng)相關(guān)疾病的腦磁MEG和治療心臟相關(guān)疾病的心磁MCG，又如在地質(zhì)物理領(lǐng)域?qū)Φ刭|(zhì)勘探和地球地磁勘測儀。

MPMS：SQUID 技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化典范，定義磁學(xué)測量新基準(zhǔn)

而在物理科學(xué)領(lǐng)域就不能不提到于1984年Quantum Design公司創(chuàng)立時(shí)推出的磁學(xué)測量系統(tǒng)MPMS（Magnetic Property Measurement System），也因?yàn)?strong>其運(yùn)用到SQUID器件進(jìn)行磁學(xué)信號的高靈敏度測量被大家廣泛稱為SQUID或者SQUID-VSM。

Mark I--第一臺Quantum Design 的MPMS系統(tǒng)。使用射頻SQUID控制器的2特斯拉MPMS

該系統(tǒng)于1984年7月交付給愛荷華州立大學(xué)的羅伯特-謝爾頓教授。

The Mark I – the first Quantum Design MPMS. This 2-Tesla MPMS used an SHE Model 30 SQUID controller and the user interface was written in BASIC on a Hewlett-Packard HP-85 computer.

The system was shipped to Prof. Robert Shelton at Iowa State University in July 1984.

左：Peter Klavins, 右：Professor Robert Shelton

MPMS系列設(shè)備獲得了極大的成功，在磁學(xué)測量領(lǐng)域通過基于SQUID（超導(dǎo)量子干涉儀） 的核心探測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)10?? emu的極高測量靈敏度。最新型號 MPMS3在經(jīng)歷了多次迭代集成了快速溫控、超導(dǎo)開關(guān)和快速數(shù)據(jù)采集等全新技術(shù)，在保持超高精度的同時(shí)，大幅提升了測量效率，并推出了無液氦運(yùn)行選項(xiàng)，有力地推動(dòng)了超導(dǎo)、磁性材料等諸多前沿領(lǐng)域的研究。

全新一代磁學(xué)測量系統(tǒng)-MPMS3

這張珍貴照片源自QuantumDesign檔案庫，定格了諾貝爾獎(jiǎng)得主約翰·克拉克（左二）的難忘瞬間——他的開創(chuàng)性研究奠定了現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的基石。同框出現(xiàn)的還有#QD團(tuán)隊(duì)成員：公司創(chuàng)始人Ron Sager、戰(zhàn)略與創(chuàng)新副總裁Stefano Spagna及執(zhí)行副總裁Greg DeGeller。

四十余載同行：Quantum Design 與科學(xué)共同體的共生共榮

四十余年來，Quantum Design始終與全 球科學(xué)工作者攜手同行，以創(chuàng)新支持推動(dòng)科研邊界的持續(xù)拓展。那些重塑現(xiàn)代研究格局的科學(xué)思想，與我們結(jié)成了歷久彌堅(jiān)的合作伙伴關(guān)系。我們榮幸見證科學(xué)家們征程中的每個(gè)里程碑——從科研新星的開創(chuàng)實(shí)驗(yàn)到折桂諾貝爾的突破性研究，這份榮耀始終與我們交織共鳴。