宏观量子效应

超导中的宏观量子效应超导材料中最早发现的宏观量子效应是“磁通量子化”——在第二类超导体相变区域附近，足够强的外磁场可以导致磁力线进入超导体内部，而形成一个个“磁通涡旋”，磁通涡旋具有特定的空间排布，称之为“磁通格子”。

超导材料中最早发现的宏观量子效应是“磁通量子化”——在第二类超导体相变区域附近，足够强的外磁场可以导致磁力线进入超导体内部，而形成一个个“磁通涡旋”，磁通涡旋具有特定的空间排布，称之为“磁通格子”。

克拉克、德沃雷特和马丁尼斯的实验正是实现了宏观电流的量子效应。

超导宏观量子效应的应用

从约瑟夫森理论预言的超导库珀电子对隧穿（2个电子），到克拉克、德沃雷特和马丁尼斯的实验实现的宏观电流隧穿（无数个电子），超导的宏观量子效应实现了“从二到无穷大”的现实跨越，也让基于人工原子的量子计算等一系列应用展现了无限可能。

我们完全有理由相信，在未来的不久，超导的宏观量子效应带来的一系列应用会彻底改变人类世界。

结语从约瑟夫森理论预言的超导库珀电子对隧穿（2个电子），到克拉克、德沃雷特和马丁尼斯的实验实现的宏观电流隧穿（无数个电子），超导的宏观量子效应实现了“从二到无穷大”的现实跨越，也让基于人工原子的量子计算等一系列应用展现了无限可能。

超导宏观量子效应

随着超导材料体系的不断丰富、微纳加工技术的不断发展和电子学元器件的不断改进，还有许多超导的宏观量子效应有待发掘，理论上也预言了众多其他的量子效应，尚未能得到实验的验证（图15）。

在本文最后部分，我们对超导宏观量子效应的相关应用做一个简要的介绍。

如前所述，超导的宏观量子效应表现形式有很多种，其中基于约瑟夫森效应的电子学器件广泛使用在电压基准、弱磁探测、量子计算、深空观测等领域[25]。

微观粒子的宏观量子效应

微观粒子的宏观量子效应量子效应不仅仅是微观粒子的“特权”，在宏观尺度上也是可能出现的。

从二到无穷大：超导的宏观量子效应及其应用

从二到无穷大：超导的宏观量子效应及其应用从二到无穷大：超导的宏观量子效应及其应用精选

然而正是这个“2”，让宏观量子隧穿效应成为电路中易于观测和调控的对象，包括量子计算在内的一系列技术才得以迅速发展，未来充满了无穷多的可能性。

超导的宏观量子效应有什么重要特性和相关应用？