Google「量子霸權」背後的天使懸案

大家或忘記去年12月1日美國華裔科學家張首晟「意外離世」懸案，不尋常的是同一日，華為CFO孟晚舟因美國關係在加拿大被捕。上周美國科技領域連番出現重大突破，大家不免再把重重事件拿出來推想，情節有如科幻驚慄小說。

繼IBM宣布推出53量子位元商用量子計算機，Google隨即亦發表論文，研發出只用3分20秒便解決超級電腦，用一萬年計算的量子電腦，直接宣布實現了「量子霸權」（Quantum Supremacy）——當量子電腦發展到50量子位元以上，運算能力將超越世上所有電腦，能解決全何目前電腦解決的問題。

Google研發用3分鐘解決一萬計算的量子電腦，全球為之轟動。(資料圖片)

近兩三年來，中國量子技術發展很快，與美國力爭「量子霸權」。今年8月《科學》雜誌報導，中國開發出20個量子位元的晶片，並成功操控量子實現糾纏，刷新了新紀錄。簡單而言，量子糾纏關乎量子計算的精準控制能力；IBM、Google在量子位元數目的突破，表現在計算速度之上。

Google是否真的達到「量子霸權」？Google去年曾推出過一個72量子位元的量子電腦Bristlecone，研究人員很快地發現這台量子電腦控制能力未如理想，於是改造另一台53量子位元的型號Brierley，有關實驗成果日前交予美國太空總署（NASA）發表，於是造成前述的轟動新聞，可是沒有多久就撤回論文，令人相信Google的實驗還未完善。

量子電腦仍在理論與實驗進程中，很多問題需要徹底解決，最關鍵的是量子位元極不穩定，容易被干擾，導致出現錯誤率，量子位元數目愈多愈需要精準的控制力。1937年，意大利物理學家馬約拉納（Ettore Majorana）預測有一種從未發現的粒子存在，他命名為「馬約拉納費米子」（Majorana Fermion），可以有效減低量子被干擾的情況。

八十年以來，物理學界對此一直追尋卻無結果。2017年3月，史丹福大學張首晟教授與加州洛杉磯分校（UCLA）王康隆教授團隊，確認了費米子的存在，張首晟將之改名為「天使粒子」，能應用於量子計算機，大幅減低干擾。

張首晟2015年接受無綫電視節目訪問。(無綫電視截圖)

「天使粒子」等如是量子霸權之匙，誰掌握了誰勝，往後的科技競賽，領先者可不是一個世代那麼簡單，直情可以用文明來做單位。不幸的是在孟晚舟被捕的同一日，55歲的張首晟被指因抑鬱症跳樓自殺身亡，當時盛傳他正和華為有合作，並由孟晚舟親自接洽，然而，沒有進一步資料證實，事件經過多個月之後漸漸淡出。

在IBM、Google分別發布其量子電腦成果之際，9月18日，國內也舉行大型的「墨子量子獎」，表揚十二位中外量子科學家。會上，楊振寧發視頻賀電，表示︰「到了21世紀的頭二十年，顯而易見量子的進一步發展，特別是量子計算和量子通訊，將主宰21世紀。」

張首晟就是楊振寧的愛徒，被寄望繼老師之後，成為下一位諾貝爾物理學獎得主。說到這裡，更巧合的是預言神秘粒子的馬約拉納，結局也很離奇——他在一次乘船中從此失蹤了。張首晟曾說︰「我們發現了一個完美的世界，那裏只有天使，沒有魔鬼。」可信焉？

深藍

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SpaceX創辦人馬斯克被寄望從太空領域，帶領美國直達6G通訊時代，反超前5G佔優勢的華為，不過，事情沒有想像的簡單。

剛獲選為「全球科技業最鼓舞人心領袖」（10 Most Inspiring Tech Leaders）的馬斯克5月成功把六十顆星鏈（Starlink）衛星升空，按照計畫，SpaceX於2025年前發射11,943顆星鏈衛星，向全球提供低延遲、高頻寬的寬頻網絡服務，實行從太空突圍而出。

馬斯克被寄以厚望帶領美國打破華為5G優勢。(資料圖片)

德勤去年的報告披露︰「自2015年起，中國為5G搭建了35萬座新基站，美國同期新建的基站數量尚不足3萬座。目前全球4G基站共約500萬個，超過300萬個在中國。」華為4G、5G的基站技術和經驗，大幅領先美國。然而，美國以網絡安全為由，禁止美國企業與華為的合作，那麼就要拿出可行的取代方案，否則就會落後予人。

美國總統特朗普早前指示美國公司，立即加快研發行動，做到更快、更智能的5G甚至6G技術。馬斯克的以星鏈衛星取代地面基站的構思為美國帶希望，與此同時，日本軟銀集團、Google、Facebook都有不同的空中基站試驗計劃，論壯觀程度，當然以SpaceX的星鏈計劃為首，不過，業內人士認為在不足六年時間內，發射逾萬顆衛星是有點難度，按計劃，起碼從即日起，每日只少成功發射5顆衛星上太空，風雨無阻，方可完成部署。即使按時發射逾萬顆衛星上太空，就能為全球提供6G通訊嗎？

衛星取代地面基站，但仍要解決最後一步的光纖聯接。(資料圖片)

5G所需要基站比4G為多三至五倍，估計單是中國就要興建1500萬個，6G的速度更快、頻率更高，基站數目將遠超此數，星鏈的萬多個衛星夠用嗎？不夠的話，還需要準備幾多萬個顆呢？目前全球在軌的衛星約2000顆，6G在太空之路可行的話，未來將會導致「衛星環保問題」。現時除SpaceX之外，OneWeb的衛星計畫也很進取，預期2019 年前發射約 150 顆衛星，未來衛星部署將逾2500顆。

馬斯克不愧為「最鼓舞人心」的科技領袖，儘管需對諸多質疑，他依然能夠為大家帶來希望和想像。他指出，全球 75 億人只有 45% 能夠上網，因為目前網絡連接工程複雜，限制很多，成本也不菲，所以很多角落接觸不了互聯網。太空衛星傳輸可望取得技術上的突破，從而有效覆蓋每一個角落。

不過，衛星可以取代地面基站，還需要解決最後一個技術環節——光纖接入用戶家中。美國寄望6G在太空取得領先，但是地面的光纖聯接始終是繞不開的關卡。華為5G技術最大優勢就是光纖聯接，據任正非透露，華為這方面領先世界至少兩三年，與此同時，他表示華為正全力研發6G技術，預期十年之後可投入使用。換言之，美國今天採取的「跳級」6G行動，其實時間上沒有佔到先發的優勢，況且通訊衛星上了太空，餘下地面的光纖聯接誰來完善？馬斯克可能說︰「你不要問我！」