Soi sáng cho "đường hầm"
Giải Nobel Vật lý 2025 tôn vinh ba nhà vật lý đã mở được cánh cửa dẫn tới thế giới siêu vi mô của những định luật cơ học lượng tử, vì "phát hiện đường hầm cơ học lượng tử vĩ mô và lượng tử hóa năng lượng trong mạch điện" (nguyên văn từ Ủy ban Nobel Vật lý 2025).
Giải thích một cách dễ hiểu, cơ học lượng tử mô tả cách vật thể hoạt động ở quy mô cực kỳ nhỏ. Thí dụ, khi ném một quả bóng bình thường đập vào tường, nó sẽ bật lại, nhưng ở quy mô lượng tử, các hạt lượng tử có thể xuyên thẳng qua bức tường và được gọi là hiệu ứng đường hầm. Đây là phép so sánh điển hình nhất luôn được nhắc đến, để diễn giải cách hoạt động của các hạt lượng tử siêu nhỏ.
Tuy vậy, cho dù thí dụ ấy đơn giản đến thế nào, tính trực quan của nó cũng không thể bằng "mắt thấy". Michel H. Devoret cùng hai nhà vật lý khác đã phóng to được hiệu ứng đường hầm đến mức có thể đặt trong bàn tay và quan sát được bằng mắt, bằng cách dùng các chất siêu dẫn. Ulf Danielsson, thư ký Hội đồng Nobel Vật lý, giáo sư vật lý lý thuyết tại Đại học Uppsala nhấn mạnh: "Giải Nobel vinh danh thí nghiệm giúp đưa một hiện tượng vi mô lên mức vĩ mô, cho phép chúng ta có thể hiểu và đo lường với các tiêu chuẩn của con người".
Song, Devoret vẫn luôn khiêm tốn: "Giải thưởng này ra đời để tôn vinh một lĩnh vực nghiên cứu, chứ không phải cá nhân tôi!". Khi được hỏi điều gì tạo nên khác biệt, tạo nên thành công hôm nay của ông và những cộng sự, Devoret đã luôn trả lời: "Chúng tôi là một nhóm những kẻ tò mò, luôn đặt ra câu hỏi "Tại sao không?" cho chính mình, và trả lời bằng câu khẳng định "Chúng ta nhất định làm được!".
Cuộc gặp gỡ định mệnh
Michel Henri Devoret sinh năm 1953 tại Paris, Pháp. Ngay từ những ngày đầu gây dựng sự nghiệp, ông đã không chọn cho mình "lối đi an toàn". Sau khi tốt nghiệp ngành kỹ sư tại trường đào tạo công nghệ và viễn thông danh tiếng École Nationale Supérieure des Télécommunications (ENST) năm 1975, ông đột ngột chuyển hướng, tiếp tục học quang-lượng tử, rồi hướng tới nghiên cứu vật lý chất rắn ở Đại học Paris-Sud (Orsay) - nơi ông nhận bằng tiến sĩ năm 1982.
Nhưng bước ngoặt thật sự tới khi ông sang Mỹ làm nghiên cứu sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của nhà vật lý học John Clarke tại Đại học California (Berkeley, Mỹ). Tại đây, ông gặp John M. Martinis cũng đang là nghiên cứu sinh. Cuộc hội ngộ ấy đã đưa "bộ ba thầy và trò" đến với hành trình gian nan: Chinh phục cánh cửa mở vào thế giới lượng tử.
Từ đó, Devoret, Clarke và Martinis - ba nhà khoa học vinh dự nhận Nobel Vật lý 2025, xuất phát từ ba nơi khác nhau, tạo nên ba mắt xích gắn kết mạnh mẽ: Clarke là người mở đường, Devoret là người chuyển ngôn ngữ điện-lượng tử tới thực nghiệm, còn Martinis là người cụ thể hóa cơ học lượng tử vào công cụ và ứng dụng.
Điều đặc biệt, bộ ba ấy mang những nét cá tính và phong cách làm việc khác hẳn nhau. John Clarke luôn là người kiên nhẫn, tỉ mỉ, theo đuổi sự chính xác tuyệt đối. Jonh M. Martinis, thành viên nhỏ tuổi nhất lại năng động, táo bạo, chỉ thích thực hành, "ngại" lý thuyết. Devoret luôn tự hào mô tả về hai cộng sự: "John có sự kiên nhẫn còn John M. là một tia lửa!". Và hai thành viên trái dấu ấy có thể làm việc hài hòa được với nhau phần lớn là nhờ "chất dẫn" mang tên Devoret, điều đã được Clarke xác nhận.
Bộ ba làm việc ăn ý với nhau đến độ: "Có những buổi thảo luận chúng tôi chỉ cần một giờ ngồi cà-phê với nhau là "aha" nảy ra ý tưởng mới!", theo lời kể của chính Devoret.
Chặng đường dài tiếp nối
Sau giai đoạn Berkeley, Devoret quay lại Pháp, làm việc tại CEA Saclay, rồi chuyển tới Đại học Yale (Mỹ) tiếp tục phát triển sự nghiệp, trở thành một trong những nhân vật hàng đầu thế giới về điện tử lượng tử. Công trình của ông, giờ đây, nằm ở giao điểm giữa lý thuyết và công nghệ, từ mạch siêu dẫn đến điện toán lượng tử.
Tương tự như bao nhà khoa học kín tiếng khác, thông tin về đời tư Devoret chỉ vỏn vẹn vài dòng. Michel H. Devoret lớn lên trong một gia đình học thuật, có cha là nhà nghiên cứu sinh học, mẹ là giáo viên, từ nhỏ ông đã sớm nuôi niềm đam mê với khoa học và điện tử.
Khi lên đến trung học, cậu học trò tò mò, thích thử nghiệm, từng cùng bạn bè tự chế máy tính mini, thậm chí chế "tên lửa" bằng đường và kali clorat.
Sau này, khi trở thành thầy của nhiều nhà khoa học khác, Devoret thường được sinh viên nhắc đến là người vừa giỏi kỹ thuật, vừa giàu trí tưởng tượng. Ông chính là người sáng tạo nên hình ảnh "Tôi như một hạt bị kẹt trong tù rồi xuyên hầm thoát ra", khi mô tả về hiện tượng lượng tử.
Đồng nghiệp lại đánh giá Devoret là người đầy nhiệt huyết, luôn chú ý tới chi tiết và khuyến khích tinh thần sáng tạo. Để giúp nhiều người có thể hiểu hơn, hứng thú hơn với vật lý, ông từng mở khóa học "Điện ảnh và vật lý" tại Đại học Yale, thu hút lượng lớn sinh viên đăng ký tham gia, dù chuyên ngành của họ chẳng hề liên quan. Còn thông qua các buổi trả lời phỏng vấn hiếm hoi (phần lớn ông chỉ đồng ý chia sẻ về các vấn đề chuyên môn), cộng đồng mạng đều nhất trí: Devoret là một nhà khoa học khiêm tốn và bền bỉ.
MichelH.Devoret luôn nhìn nhận thành tựu của mình như "bước khởi động" chứ không phải đích đến, và từ thử nghiệm lượng tử vĩ mô đến ứng dụng thực thụ vẫn đầy thách thức. Ông nhấn mạnh: Vẫn còn nhiều câu hỏi chưa được trả lời trong vật lý lượng tử, nên chặng đường sẽ còn rất dài ■
