在約翰·克拉克、米歇爾·德沃雷和約翰·馬丁尼斯的實驗中,他們設計了一種特殊的電路系統,用以觀察由「數十億個庫珀對」組成的系統。透過微波將能量注入系統,他們發現能量並非以連續形式被吸收,而是以「固定份量」的形式呈現。這意味著系統只在特定的能量差時才會吸收能量,並躍升到更高的能階,而非任意量的能量。
傳統物理學認為能量可以連續變化,但這個實驗觀察到的能量量子化現象與此截然不同。能量量子化是量子力學的核心特徵之一,指的是能量只能以離散的、不連續的特定數值存在。換句話說,系統只能吸收特定大小的能量包,而非任意量的能量。這種現象挑戰了傳統物理學中能量可以連續變化的概念。
這項研究不僅驗證了量子力學的普遍適用性,也為超導量子電腦的硬體發展奠定了基礎。透過精確控制電路的能階,科學家可以設計出更穩定、更可靠的量子位元。這種對巨觀尺度能量量子化現象的觀察,為構建實用量子電腦提供了關鍵的硬體基礎。
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