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諾貝爾物理學獎得主John Clarke重返臺師大 分享量子世界最新突破
2025年諾貝爾物理學獎得主、美國加州大學柏克萊分校教授克拉克（John Clarke），11月9日應邀重返國立臺灣師範大學，分享超導電路中的巨觀量子穿隧現象及能量量子化等突破性研究成果及探索歷程。Clarke擔任臺師大光電工程研究所講座教授多年，此次再度蒞校，還與三位國際知名學者接力分享，透過系列科普講座，從科學原理、技術應用到人才培育，帶領師生認識超導與量子科技的最新發展與未來可能。
宋曜廷校長率團隊迎接 深化國際學術交流
臺師大宋曜廷校長帶領學術及行政主管團隊盛大迎接Clarke教授，他表示，非常榮幸邀請這位與臺師大淵源深厚的國際頂尖學者重返校園，Clarke教授過去擔任臺師大講座教授期間，與校內研究團隊建立深厚學術合作關係，此次演講不僅是國際學術交流的重要時刻，也延續雙方多年來的研究情誼。
他指出，Clarke教授與研究夥伴在超導電路中，觀察到巨觀尺度的量子穿隧現象，並證實電路能量具有量子化特性，讓科學界首次清楚看見量子效應也能在肉眼可見尺度的電路系統中呈現，為量子運算、量子感測等新興科技奠定重要基礎。
宋曜廷校長也勉勵在場學生，期盼透過此次講座，讓大家帶著新的問題離開，並在未來的學習與研究中，勇於跨越學科界線，與不同領域的夥伴共同尋找答案。
與臺師大合作逾十年 量子感測研究延伸至生醫應用
Clarke與臺師大的學術淵源可追溯至2012年。當時受光電所邀請擔任講座教授至2017年，期間與光電所洪姮娥講座教授及研究團隊密切合作，並協助籌辦2013年於公館校區舉行的東亞超導電子學研討會，促進國際超導電子學領域的學術交流。
這段合作關係也延伸出多項跨領域研究成果。光電所團隊持續深化超導量子干涉元件的技術研究，將高靈敏度磁性感測技術應用於核磁共振、磁振造影及生醫檢測等領域。其中，「免疫磁減量檢測技術」結合磁性奈米粒子與高靈敏度感測系統，發展生物分子檢測應用，並延伸至失智症相關生物標記的抽血檢測。相關技術經產學合作推動商品化，已取得臺灣食品藥物管理署（TFDA）認證，並導入臨床檢測服務，展現基礎物理研究與生醫科技跨域整合的實際成果。
此外，Clarke教授也多次提供臺師大腦科學研究中心專業諮詢與技術建議，協助推動腦磁圖等研究應用，促進超導感測技術與認知科學、神經科學及心理學等領域的連結，提升臺師大跨領域研究的國際能見度。
從超導電路突破 開啟巨觀量子現象研究新頁
楊鎮華副校長開場介紹，Clarke此次以「From SLUGs to macroscopic quantum phenomena」為題演講，回顧從SLUG超導元件研究到巨觀量子現象的重要發展，讓師生了解基礎物理實驗如何逐步推進當代量子科技。
Clarke教授長年深耕超導電子學與量子感測研究，是超導量子干涉元件（Superconducting Quantum Interference Device, SQUID）領域的重要先驅，亦有「King of SQUID」之稱。SQUID是目前極為靈敏的磁性感測器，可偵測極微弱的磁場變化，在基礎物理研究、醫學影像及生醫檢測等領域具有廣泛應用潛力。
1964年於英國劍橋大學攻讀博士期間，Clarke為突破電壓測量技術的極限，巧妙運用鈮線與鉛錫焊料，研製出一種具有極高靈敏度的超導測量元件，其運作原理與超導量子干涉儀（SQUID）相似，成功將電壓雜訊的測量極限降至每平方根赫茲10的負14次方伏特（10⁻¹⁴ V/√Hz），大幅提升微弱電壓訊號的測量能力。
轉任美國加州大學柏克萊分校任教後，Clarke進一步帶領研究團隊，探索「巨觀變數是否遵循量子力學」的關鍵科學問題。研究團隊克服環境雜訊干擾，並在僅18毫開爾文（mK）的極低溫環境下，透過電流偏壓的約瑟夫森接面（Josephson junction）進行微波共振實驗，最終於1985年首度觀測到巨觀變數在零電壓狀態下的能階量子化現象。
這項突破性成果證實量子力學效應可延伸至巨觀尺度，不僅深化人類對量子世界的理解，也為後續量子感測與量子運算技術的發展奠定重要基礎。
問答交流分享獲獎歷程 凌晨兩點接獲諾貝爾獎通知一度以為是惡作劇
講座問答交流環節中，學生首先好奇詢問Clarke，接獲諾貝爾獎通知時的心情。Clarke幽默回憶，當時電話於凌晨兩點響起，突如其來的來電，讓他一度懷疑是惡作劇。為確認消息真偽，他甚至在電話中反問對方，有關自己早年就讀學校及研究經歷等問題，直到確認對方掌握詳盡的個人背景與學術資料，才相信自己真的獲得諾貝爾獎。
他進一步解釋，瑞典方面於當地上午11時公布得獎名單，換算加州時間正好是凌晨兩點，因此才有這通深夜來電。消息正式公布後，他的電子信箱隨即湧入上千封祝賀信件，讓他深刻感受到這份榮譽帶來的熱烈迴響。
另一位學生則將問題聚焦於Clarke的求學歷程，詢問他高中時期如何運用真空管自製示波器，以及這段經歷是否開啟了他對物理學的熱愛。Clarke分享，求學期間的暑假，他經常到校外擔任學徒，其中一段重要經歷是，跟隨一位在英國劍橋創立電路公司的電工實習。當時，師傅曾告訴他，要真正理解較複雜的電路設計，必須具備微積分知識，而當時年僅15、16歲的他，已經能夠解一階及二階微分方程，因此得以將數學知識靈活運用於電阻、電容等電路原理的學習。
在電晶體尚未普及的年代，Clarke運用課堂所學及真空管元件，親手組裝出示波器，甚至製作出能夠求解方程式的運算裝置。學校遷校期間，他還曾向到校參訪的英國亞歷山德拉公主介紹自己的發明。
Clarke表示，為了讓自製設備真正運作，自己必須主動深入理解每個環節背後的科學原理。這段從理論學習到動手實踐的經歷，不僅是他人生中最難忘的體驗之一，也讓他從中培養出探索未知的好奇心，進而點燃對科學研究的熱情，成為日後走上物理研究之路的重要起點。
國際學者接力開講 從科學原理到人才培育
除了Clarke教授專題演講，此次也邀請多位超導與量子科技領域專家接力分享。美國國家標準暨技術研究院（NIST）研究員Samuel P. Benz介紹超導裝置的原理與實際應用；加州大學河濱分校教授Shane Cybart分享高溫超導科學與技術；美國物理學會卓筱梅會士則從研究經驗與學術指導出發，分享科研歷程及人才培育經驗。
本次「諾貝爾獎得主專題演講暨科普講座」於和平校區禮堂舉行，400多個座位座無虛席，吸引本校師生及師大附中、宜蘭高中科學班等多所高中學生踴躍參與。活動獲緯創資通、忠泰集團及國科會支持，打造連結國際學術研究與青年科學教育的交流平台。
當日包括Dr. Stuart Berkowitz、臺師大陳學志、張少熙、楊鎮華三位副校長，馨昌公司鄧傳馨董事長、緯創資通彭啟峰總監、黃博信產品經理，以及校內一級主管與師長等貴賓均到場共襄盛舉。
臺師大表示，從國際頂尖學者的長期合作，到校內研究團隊將量子感測技術延伸至生醫領域，展現大學在基礎研究、跨域創新及社會應用上的連結能力。未來也將持續深化國際學術交流，鼓勵師生接觸前沿科學議題，讓研究能量與世界接軌，並將創新成果轉化為回應社會需求的實質力量。（撰文：校園記者英語116林子勻 / 攝影：張適 / 編輯：胡世澤 / 核稿：鄧麗君）
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臺師大宋曜廷校長帶領學術及行政主管團隊，盛大迎接Clarke教授及其研究團隊。
