ノーベル物理学賞2025をかみ砕く『分かった気になる』 量子コンピューターの基盤技術

2025年のノーベル物理学賞は、
「量子コンピューターの基礎技術」に関して贈られたようです。[1]
おめでとうございます。

量子力学に疎い私の学力では、
こんな短い記事でさえ読むのがままならず、少し調べながら読みました。
以下は、その奮闘過程です。
記事をかみ砕いてみたという感じでしょうか。

今回の受賞理由は
「電気回路における
巨視的な量子力学的トンネル効果とエネルギー量子化の発見」だそうです。
なるほど！！（まったく分からん！！）

量子力学的トンネル効果ってのは聞いたことがある。

量子力学の世界、即ち、
原子や電子や光子などの極めて小さい粒子の世界では、
その粒子はときどき壁をすり抜けることがあるという現象のはずだ。
トンネル効果と言う名前の通りですね。

次にエネルギー量子化ですが、思い当たることがない。
胸を張ることではないですね。。。

調べてみると、エネルギーの量子化とは、
量子は自身のエネルギーを飛び値でしか持つことが出来ない
（連続的でなく、離散的な値でしか持つことが出来ない）、
ということを言っているそうです。

これだけ聞くと何のこっちゃですが、
中学生の時に学習したボーアの原子モデルと同じと聞いて、
なるほどと思いました。

ボーアの原子モデルにおいて、
電子は飛び飛びの軌道で存在すると習ったはずです。
そしてそれは、電子が別の軌道に飛べるようになるまでには、
エネルギーの享受がないことを意味します。
つまり、原子のエネルギーは離散的、飛び値だということです。
それと同じようです。

で、こういったことを、
電気回路で実験的に示したことが称えられ、
今回の受賞に至ったようです。

具体的には、超伝導体の間に、
絶縁体を挟んだ回路（ジョセフソン接合）で、
先で述べたようなことが検証できるそうなんですが、
この辺は改めて勉強しようと思います。（逃げました）

最後に、この回路が量子コンピューターに応用できるというのが、
受賞の後押しをしたみたいです。

よく耳にするが、
もう一つよく分からないことでおなじみの量子コンピューター。
また、よく分からないついでに、
そのデータや情報を、量子ビットで格納していることを、
意味は分からないが耳にしています。

その量子ビットを実現するのに、先の回路が使われいるようで、
現在の量子コンピューター研究が進められているようです。

記事をかみ砕こうと息巻いて、ちょっと調べてみましたが、
それくらいでは分かるはずもなく、
歯がボロボロです。。。

参考文献
[1] ノーベル物理学賞、アメリカの３氏が受賞…量子コンピューターの基礎技術築く : 読売新聞
[2] 量子力学・トンネル効果 | 大阪大学工学部応用自然学科 物理系学科目（物理工学科目・応用物理学科目）
[3] ボーアの原子模型 - Wikipedia
[4] ジョセフソン効果 - Wikipedia