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發佈於:2022-10-19
天下雜誌-一通奧地利到合肥視訊背後創舉 中國反擊晶片戰，解方在諾貝爾獎
諾貝爾物理獎3位得獎者之一，維也納大學教授塞林格被稱歐洲量子宗師，與中國發展量子科技有不小淵源。圖片來源：Getty Images
【陳良榕專欄】今年諾貝爾物理學獎得主，曾透過「墨子號」衛星，與中國徒弟實現人類首次跨洲量子通訊。一個神祕的物理現象，能幫中國奪科技霸權？
美國塔夫茨大學副教授米勒（Chris Miller）新書《晶片戰爭：爭奪全球最關鍵技術》（暫譯，原文Chip War: The Fight for the World's Most Critical Technology）引發台灣業界關注。這位專精俄羅斯史的學者，用地緣政治角度，重新詮釋過去60年的半導體史。
書中提到，美國的上一場晶片戰爭，是1980年代與日本的對壘。
半導體產業的根本——電晶體技術，是美國AT&T貝爾實驗室的3個研究員發明的，因此獲得1956年的諾貝爾物理學獎。
但真正抓住電晶體商機的卻是日本。索尼創辦人盛田昭夫製出體積袖珍的電晶體收音機、隨身聽，掀起消費電子革命，NEC、東芝、夏普從DRAM記憶體到家電製造一條龍模式大獲全勝，逼得美國政府發動貿易戰，以政治手段奪回產業主導權。
這讓我聯想到，剛頒發的諾貝爾物理學獎。
本次得獎的3個歐美學者，以實驗證明量子糾纏現象。這是量子力學的重要概念之一：一對共同產生的粒子，即便相隔光年之遙，仍會透過目前科學無法解釋的方式，互相影響。
Google、微軟也投入
這個神祕現象，是一個新興領域——量子資訊科學的基礎。全球科學家正致力開發可解決艱難問題的量子電腦、絕對保密的量子通訊，以及結合兩者的量子網路（quantum internet），以進行量子版本的雲端運算。Google、微軟、亞馬遜等科技巨頭也都投入。
這得從3位得獎科學家當中，名氣最大的維也納大學教授塞林格（Anton Zellinger）講起。一臉雪白大鬍子的他，是歐洲量子宗師，以熱情、愛搞笑著稱，並與達賴喇嘛交好，曾多次互訪。
塞林格在2017年完成一個創舉——藉由他自己證明的量子糾纏原理，進行人類史上第一個跨洲的量子絕對保密通訊，並從奧地利與他得意門生，位在中國合肥的中國科學技術大學副校長潘建偉，通了半小時的視訊電話。
然而，其中最關鍵，能將糾纏狀態的光子，傳送到千里之外地面接收站的通訊衛星，竟是來自中國、由潘建偉規劃的「墨子號」。這是全世界第一顆量子衛星，在2016年8月，由中國的長征二號火箭，從酒泉基地射上太空。「中國已經開啟量子太空競賽，」潘建偉當時興奮地宣稱。
中國加速拿量子霸權
「墨子號的成就，敲響華府的警鐘，」權威的《科學》（Science）雜誌報導。美國主流輿論，紛紛將墨子號與當年蘇聯發射的第一顆人造衛星史普尼克相提並論。危機感驅使下，當時川普政府迅速通過編列數億美元預算的「國家量子倡議法案」，整合政府與大學資源，加速量子科技研究。
現年52歲的潘建偉，已是中國學界的超級巨星，墨子號也是由他命名。原來，主張兼愛非攻、反對戰爭著稱的墨子，經過中科大學者考證，早在2000多年前就觀察到針孔成像，是光學先驅，正適合以光子通訊的量子衛星。
潘建偉並以宋代數學家，為中國下一個量子里程碑命名——祖沖之二號。這是中科大團隊於2021年底推出，擁有66個量子位元（qubit）的量子電腦。
中國宣稱，該電腦性能已經超過Google的Sycamore，是全世界最快的超導量子電腦。這是中國第二台達到「量子霸權」（代表在某些特定問題性能超越傳統電腦）的量子電腦。
這代表中國在量子領域已經超越美國了嗎？
「還很難說，」曾任交通大學物理系教授的旺宏總經理盧志遠說。
大家都做，誰勝出？
出身貝爾實驗室的他認為，現在的量子資訊領域，就如同萌芽期的半導體產業，百家爭鳴，有好幾種電晶體結構在競爭，早年最熱門的是雙極體（bipolar），但最後勝出的卻是互補式金屬氧化物半導體（CMOS）電晶體。
同理，目前潘建偉研發的量子通訊、運算技術，也只是諸多技術版本中的一種，「中國在這個方法領先，但究竟哪個做法勝出，還是未定之數，」盧志遠說。
然而中國政府投入鉅資，讓大量人才匯集在量子領域，可相當程度確保領先地位。「你讓大家有事做，一旦方向確定，就可以快速轉過去，」他說。
中國領導人則以一種很「中國」的方式，表達對量子科技志在必得的態度。
2020年10月，新華社發布新聞，中央政治局20多位委員，「對量子科技的研究與應用，組織集體學習，」由一位北京清大教授上課。
重點是習近平的會前談話，他表示，量子科技是新一輪科技革命和產業變革的前沿領域，要大家「把握大趨勢，下好先手棋。」
中國學界、業界的補充論述直白多了：以數位技術為主的第三次工業革命，由美國主導，造就今天的霸主地位；中國能掌握以量子科技為核心的第四次工業革命，便可彎道超車。
當美國在10月初發動新一波「晶片戰爭」，企圖從人才、技術，全面封殺中國半導體業的此時此刻，習近平的「中國夢」何去何從？
潘建偉與中國量子科技的未來發展，會是個很好的觀察切入點。（責任編輯：王儷華）