量子運算可能嗎? (I )
知識通訊評論第105期
無序中的秩序
達塔當時還就讀新墨西哥大學研究所，是凱維斯的學生。他開始尋找是否有另一種解釋。他注意到二〇〇〇年，在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室的量子 物理學家瑞祖瑞克（Wojciech Zurek）首次提出一項鮮為人知的量子性質：量子失協。量子失協的大小代表一個系統受測時受到干擾的程度。巨觀系統不受觀察影響，因此量子失協的數值為 零。但是量子系統無可避免一定會受測量所影響，因為任何測量都會迫使系統選擇眾多疊加量子態的其中之一，因此只要有量子關連性（quantum correlation），包括量子糾纏，量子失協就不為零。
牛津大學量子物理學家維得拉（Vlatko Vedra）表示，多年來這個觀念都受到忽視，因為太抽象了。二〇〇二年，維得拉曾與英國布斯托大學科學家韓德森（Leah Henderson）合作，導出量子失協的數學公式，但當達塔發掘出量子失協和量子運算的關連，很多狀況就不一樣了。
量子運算可能嗎? (I )
知識通訊評論第105期
利用次原子物理原理的量子運算，由於理論上運算能力超強，一直受到很大關注，但由於其系統不穩，也被認為很難能實際運用。新近的實驗發現，過去認為是不利因素的干擾與混亂，似乎反倒有助於量子運算的成功。
量子物理學
二〇〇八年，澳洲布里斯本昆士蘭大學量子物理學教授懷特（Andrew White）發覺自己在蓋的機器簡直「荒謬至極」。
多年來，懷特研究「量子運算」，試圖利用「次原子物理」，來創造出具備可以超越現有最好運算機潛力的儀器。他深知，這是難搞的工作，因為能運用於儀器的量子系統非常脆弱，需要完美無暇的實驗條件，才能保持量子系統夠長時間便於實際利用。最近懷特正在測試一項有別於傳統的量子演算法，完全顛覆固有的認知。這個方法需要的反而是混亂無序的狀態，量子系統一向避之唯恐不及的干擾，在這個設計下卻成為驅動運算的來源。
「坦白說，我原本覺得這是不可能的。」懷特說道。但是當他打開電源，這架不可思議機器卻開始運作了。
近年來，許多科學家提出不同的量子運算方法，懷特的想法僅是其中之一。傳統上認為量子運算要靠「量子態糾纏」（quantum entanglement）才能實現，這是指兩個粒子即使相隔遙遠也能交換訊息的效應。不過最近的實驗發現，量子糾纏或許全不必要。量子運算也可以利用另一種量子特性來實現，叫做「量子失協」（quantum discord），在實驗室維持此狀態比起傳統方法更容易，也更便宜。還需要更多實驗才能讓懷疑這種理論的人信服，但若是成功，量子運算的時代就能比預期的更早來臨。
生命裡的物理奧祕
知識通訊評論第105期
存在於物質微小尺度的量子效應，似乎與巨觀的生物風馬牛不相及。但是近來一些研究發現，在生物世界中存在著某種量子效應，這使得科學家想到，可以師法生物自然原理，來了解量子世界的奧祕。
南芥
從表面上看起來，量子效應跟生物有機體，這兩者似乎風馬牛不相及。量子效應通常只有在極小的奈米尺度才看得到，還要加上強力真空、超低溫、以及嚴密控管下的實驗室環境。生物有機體則居住在一個宏觀尺度的世界，那裡溫暖、混亂、什麼事情都不能控制。像是「同調性」這種一個系統裡每一部份波動模式，都保持一致的量子現象，在喧囂不已的細胞世界裡，維持不了百萬分之一秒鐘。
細胞世界
大家都這樣認為，但是近年來的研究發現，大自然知道一些物理學家不知道的奧祕：在大自然的世界裡，同調的量子過程可能根本俯拾即是。鳥類可以利用地球磁場導航，以及植物與細菌將陽光、二氧化碳與水分，轉化成有機物質光合作用的內在運作機制，這種認為是地球上最重要的生化反應，都是已知可能帶有同調性的例子。
美國麻省理工學院物理學家洛依德 (Seth Lloyd) 表示，生物學向來是什麼好用就用什麼，如果量子這套行得通，那又何樂而不為。有些研究者甚至已經開始談論一門稱為「量子生物學」的新學門，他們認為量子效應即使罕見，也是一種大自然運作的重要機制。實驗室裡想要弄出實用技術的物理學家，對此也頗為矚目。
洛依德說，他們很希望從這些生物系統巧妙運用量子的方式裡借鏡，倘若能夠對生物有機體如何維持量子效應多有瞭解，就可有助於研究者達到難以捉摸的量子運算目標，也許就能據此做出效能較佳的儲能裝置，或是有機太陽能電池之類的東西。
中國糧食可以自給自足
知識通訊評論第105期
中國的龐大人口數目，以及快速都市化對農業的衝擊，並不會危及農業生產糧食的充分供應所需，一些已採行的措施，也將更有利於農業的健康發展。
長期以來，中國企圖達到糧食（米、小麥、玉米和大豆）自給自足的目標；去年進口約九千五百萬公噸糧食，約為國內生產量的百分之十七。這引起了各方關注，認為其糧食進口將上升，並推升食品的價格。任職於華盛頓特區「地球政策研究所」的布朗（Lester Brown，）三月《華盛頓郵報》題為《美國能餵飽中國？》的一篇文章中，強調了這些擔憂。
我感謝布朗對中國的糧食安全提出警告，但我相信問題不是中國是否能夠餵飽自己，而是中國人是否選擇餵飽自己。
我們先來回顧一些歷史。一九五○年到二○一○年，中國的糧食生產增加了四倍，去年的收穫更是有史以來最多的。去年中國進口的大部分穀物並非為了消費，而是儲存起來，以防危機。事實上，在過去六十年來，中國以只佔全球百分之七到八的農業用地，卻得餵飽世界百分之二十二的人口。
挽救我們的土壤
知識通訊評論第105期
面對人口增加與糧食需求問題，研究人員必須攜手合作，緩和目前嚴重的土壤損毀，想辦法挽救地球上最珍貴卻岌岌可危的這個資源。
土壤流失
許多研究人員致力於如何增強農業，以面對這人口日增而糧食短缺的世界。然而，他們卻閃避了地球的土壤如何負荷的問題。
地球上的土壤岌岌可危。過去十年來，中國西北乾旱塵暴區的狀況，內蒙古草原的沙漠化，以及橫越非洲中北部的廣闊沙塵暴，都可作為見證。世界上某些地方的土壤流失，每公頃一年超過五十噸，比土壤形成的速率快上一百倍。換句話說，在某些地方，我們每年流失將近半公分土壤層的珍貴資源。
與此同時，地球人口和財富增加，農業生產必須大幅增強，才能因應二○三○年糧食需求增加百分之五十，二○五○年可能增長一倍的情勢。這些數字並不樂觀。
科學家有必要儘速研擬一套土壤流失和惡化的預測架構，以便有系統的評估可能的解決方法，並採取最好的辦法。
有一條具前景的路。過去四年來，在各地的設立臨界層觀測站，已經建立起一個田野調查站的全球網絡。跨領域的團隊研究土壤生產與惡化的原理，致力設計量化的預測模型。這個計畫有很大的潛力。如果國家計畫之間有更緊密的合作，計畫與決策者有密切的整合，這個計畫可以加速，也應該加速。
日本地震重創ITER
知識通訊評論第105期
世界大國合作的國際核融合計畫才剛有眉目，卻因負責磁鐵和加熱系統的日本遭受地震海嘯，而必然延遲，也更增添原已困窘的經費困擾。
世界最大的核融合實驗終於漸具眉目。研究者們在法國南部挖了一座十七公尺深的坑洞，作為國際熱核融合反應實驗堆（ITER）反應爐的基地，即將置入五百座鋼筋混凝土柱，保護儀器不荍地震損害。但是即使他們付出了這麼多的心力，一個發生在半個地球外的地震，卻突如其來地給予這個計畫一個重擊。
三月十一號，大地震與海嘯侵襲了ITER七個合作國之一的日本，測試核子反應爐組件的關鍵設備嚴重毀損。ITER的領導人本島修（Osamu Motojima）表示，儘管損害可被修復，工作也可以重新分配，設備的破壞程度可能使計畫延誤數年。 本島修與他的團隊正在尋找能減低傷害的方法，目前的目標是將延誤時間降低到一年以內。
ITER的第一項實驗已經由二〇一六年延遲至二〇一九年。自二〇〇六年各合作國同意進行研究以來，ITER便嚴重超支，任何額外的延誤都會增加縮減成本和加速工作的政治壓力。
三十年的愛滋戰爭
知識通訊評論第105期
三十年來，愛滋病成為一個威脅人類生命的重大傳染疾疫，雖然最近新藥物顯現出令人鼓舞的療效，但是過去的經驗顯示，對抗愛滋病除了醫療科學之外，更需要整體社會行為文化的配合。
人類發現第一起愛滋病例至今滿三十年，在愛滋病的治療與預防上也有顯著進展。單就是去年，幾項研究已發現，抗反轉錄病毒藥物可以預防性交造成的人類免疫缺陷病毒（HIV）的傳染。
然而，全世界仍有許多可能已遭感染者，不僅不願意接受愛滋病篩檢，甚至否認其為受到感染的高危險群。由於無法確知是否罹病，自然不能採取相應的預防或治療措施。科學家與醫護人員若想要減緩、甚至終結愛滋病的蔓延，如何消除這種否認逃避的心態，將是最重要的關鍵。
首例愛滋病發現後的十年間，所帶來的死亡、病痛使愛滋病汙名化的現象更加嚴重。對於當時還是新手的南非醫師卡里姆（Salim S. Abdool Karim）來說，除了治療這些愛滋病患的肺結核或肺炎，讓他們最後的日子少一點點的磨難之外，也只能痛苦地眼睜睜看著數以百計的病人因愛滋喪命。藉機利用絕望心態大撈一筆的江湖郎中不在少數，宣稱具有治療功能的「蛇油」也成為搶手貨。當時科學界最大的期待，就是研發出能夠對抗愛滋的疫苗或療法。
人類世來了嗎?
知識通訊評論第105期
侏羅紀是一個特殊的地質時代
顧名思義，人類世指的是人類影響地質紀錄的一段時期，負責協調會議，諾丁罕「英國地質調查所」變遷計畫主任艾利斯（Michael Ellis）說，「我們正設法讓人類世正式定名。科學家希望增列此一時期，改變全球決策者的思維，提醒人類對地球所造成的衝擊。」
有人反對讓人類世入列。英國萊斯特大學，會議的共同召集人，地層學家札拉希維茨（Jan Zalasiewicz）表示，有人認為言之過早，可能是傲慢心態，但也可能真的認為無義意。聲稱自己立場絕對中立的札拉希維茨，同時是一個工作小組的主席，小組的任務是代表「國際地層學委員會」，調查人類世定名提案的有效性。
人類世這個新詞，最早是公元兩千年，由任職於德國緬茨「馬克斯普朗克化學研究所」的諾貝爾化學獎得主克魯琛 （Paul Crutzen）和他的同事提出。其後，這個名詞開始出現於同行評審的論文中，就好像它是技術術語，而不是科學俚語。
擊敗經濟衰退的科技研發
知識通訊評論第104期
芬蘭手機大廠諾基亞、日本企豐田汽車以及瑞士羅氏大藥廠，揭露他們面對經濟困境的研發生存之道。
諾基亞—危機就是契機
芬蘭赫爾辛基諾基亞研究中心榮譽科學家卡拉蓋恩（Leo Kärkkäinen）
面對景氣低迷的大環境，研發循環各個環節的因應之道不盡相同。與過去市場活絡時期相比，靈活應對、創新與紮實的研發成效更顯重要。然而，沒有人能自外於全面性的經濟衰退。研發循環的第一個環節—開放式創新與長期研究，必須追求「快速失敗」，這樣才能在最短時間內了解、評估新科技未來的成效。至於產品發展的部分，則須重視產品交貨的確實度，同時也得準確洞察消費者偏好改變並靈活調度，將產品推向對景氣影響不明顯的市場。
儘管如此，這樣困難的時刻往往卻是投資創造新產品的最好時機，因為此時相對來說正是競爭者較少有能力回應挑戰的的時機。在財政壓力下刪減研發經費，弔詭的是，反成為最耗損經費的結果。
歐洲式同儕評鑑
知識通訊評論第104期
歐洲最近公告一份同儕評鑑指南，希望替數量日益增加，也日益國際化的研究計畫審查，建立一個通用準則。
同儕評鑑決定申請案的通過與否
假設你的跨領域獎助申請案遭到駁回，你是否會懷疑，審閱專家能否瞭解內容？假若這些審閱人員有獲得報酬，你的信心會增加還是減少？
「歐洲科學基金會」上個月的報告，提出評鑑計畫提案最公平的方式，《歐洲同儕評鑑指南》羅列歐洲各獎助機構的審查機制，並從中推薦適合途徑。
歐洲就像同儕評鑑的實驗室，各個學科模式各異，各國評審標準、程序與評鑑委員獎勵亦不同，上述報告共同作者，「歐洲科學基金會」科學與策略發展主任赫本納（Marc Heppener）表示，世上沒有單一正確公式，故報告內避免使用「最佳模式」，而選用「良好模式」。
報告中列舉各項階段的選項，包括處理紛爭、保密、文件記錄等，匯整遴選專家的多種方式，並清楚定義「卓越」、「透明」等詞彙，也提供明確建議，例如評審委員性別平衡、在決策程序納入答辯等，報酬部分則主張若非「真正必要」盡量避免。