По всем законам магии Нобелевская премия по физике в год столетия квантовой механики и в день 140-летия Нильса Бора должна была достаться первооткрывателям каких-нибудь квантовых эффектов. Законы магии не подвели, - премию получили Джон Кларк, Мишель Деворе и Джон Мартинис, открывшие новый вид макроскопических квантовых эффектов, когда квантовые свойства не ограничиваются квантовыми масштабами, а могут проявляться и в более крупных системах.

Это один из важнейших вопросов современной физики — как увеличить размер системы, способной на квантово-механические эффекты. От его решения зависит, сможем ли мы создать функциональные квантовые компьютеры. Ведь квантовый компьютер – это квантовая система, которую мы постепенно все увеличиваем и увеличиваем в масштабе. Создать его можно только раздвинув границы квантовых эффектов, чтобы законам этого странного микромира подчинялась большая система.

Физикам уже были известны несколько макроскопических квантовых эффектов, когда свойства квантовой механики, обычно проявляющиеся на атомном уровне, становятся заметны в поведении объектов, видимых невооруженным глазом: например, лазеры, сверхпроводимость и сверхтекучесть.

А лауреаты этого года добавили к ним еще один – квантовое тунеллирование. Так называют способность квантовых частиц проходить сквозь барьеры, даже если их энергия меньше высоты барьера. Эксперименты лауреатов, проведенные еще в 1980-х, показали, что в системе, состоящей из двух сверхпроводников, разделенных диэлектриком, ток протекает между двумя сверхпроводящими слоями, несмотря на препятствие в виде диэлектрика – даже в макроскопических системах, то есть эффект квантового тунеллирования возможно как бы перенести в наш мир, подчиняющийся законам классической механики. Сплоченный коллектив заряженных частиц в этих экспериментах вёл себя как единая квантовая сущность.

Исследования лауреатов открыли возможность для создания квантовых технологий. К этой группе технологий сейчас относят не только квантовые вычисления, но и квантовую криптографию - создание систем связи, которые всегда гарантированно могут обнаруживать подслушивание. И квантовые сенсоры - высокочувствительные датчики, способные заметить даже один-единственный фотон. Например, датчики в томографах, создающих карту электромагнитного поля человека или части его тела. Появилась уже целая область квантовой метрологии, - создания измерительной техники для всего, что можно очень точно измерить с помощью квантовых эффектов.