钱江晚报·小时新闻记者张米佳
《麻省理工科技评论》近日公布了全球十大突破性技术，包括:
关于气候变化的归因研究，使人们更加意识到气候变化如何使天气变得更糟，以及人类需要为此做哪些准备；
部署成千上万颗卫星协同工作，让地球上最穷最偏远的地区也能用上互联网的超级星座卫星技术；
能解决经典机器解决不了的问题的量子计算机技术；
最新人工智能技术，使设备在不与云交互的情况下实现许多智能操作；
差分隐私技术，可以解决人口普查局数据保密难度升级的问题；
能够独立快速的找到可以成为药物的分子人工智能技术；
能够延长生命并有望通过减缓或逆转基本衰老过程来治疗特定疾病的抗衰老药物；
无法被黑客攻击的量子网络技术；
可用于分裂全球金融体系的数字货币技术；
并且，基因药物技术为那些给身患绝症的人带来一线希望的个体量身定做。
[1]气候变化的原因
主要研究员:
世界天气归属、荷兰皇家气象研究所、红十字会红新月会气候中心
成熟:现在
去年9月，热带风暴伊梅尔达袭击美国休斯敦10天后，一个快速反应研究小组宣布，几乎可以肯定气候变化在风暴中发挥了作用。
世界天气归因小组进行了一项高精度的计算机模拟，以比较气候变化发生和没有发生时，世界会有什么不同。结果表明，前者发生强风暴的概率是后者的2.6倍，风暴强度也高出28%。
在本世纪初，科学家们不愿意将任何特定事件与气候变化联系起来。然而，在过去的几年中，科学家对极端天气的归因做了更多的研究，快速改进的相关工具和技术也使这一领域的研究结果更加可靠和令人信服。
这是一系列进步的结果。
首先，越来越详细的卫星数据记录帮助我们了解自然系统。此外，计算能力的提高意味着科学家可以进行更精确的模拟，进行更多的虚拟实验。
再加上其他一系列技术进步，科学家们得出了一个统计上越来越可靠的结论:全球气候变化往往会加剧危险天气事件的发生。
通过将气候变化的影响与其他因素分开，这些研究告诉我们要为哪些风险做准备，例如预计会发生多少洪水，以及随着全球变暖的加剧，热浪会变得多严重。如果我们选择倾听，他们可以帮助我们理解我们的城市和基础设施需要如何转型，以应对气候变化的世界。
[2]超级星座卫星
主要研究员:
SpaceX，OneWeb，亚马逊，Telesat
成熟:现在
世界上仍有超过35亿人无法使用互联网。像SpaceX和OneWeb这样的公司认为，他们可以通过发射成千上万颗卫星，组成一个庞大的卫星星座，让地球的每一寸土地都可以通过宽带连接到互联网终端。只要这些终端的upper 空没有被屏蔽，就可以向附近的任何设备传输互联网。仅SpaceX就计划在十年内将卫星送入轨道，这比人类历史上发射的卫星总数还要多4.5倍。
部署这些巨大的卫星星座是可行的，因为我们已经学会了如何制造更小的卫星，并以更低的价格发射它们。在航天飞机时代，发射一颗卫星到Tai 空的成本约为每磅24800美元。发射一颗四吨重的小型通信卫星的成本接近2亿美元。
如今，SpaceX的Starlink卫星仅重约500磅。可重复使用的设计和低廉的制造成本意味着我们可以通过火箭一次发射几十颗卫星，从而大大降低成本。现在，SpaceX猎鹰9号火箭的发射成本仅为每磅1240美元。
去年，首批120颗Starlink卫星发射L 空，该公司计划从2020年1月起每两周发射60颗卫星。OneWeb将在今年晚些时候发射30多颗卫星。我们将很快看到数以千计的卫星一起工作，这样即使是地球上最贫穷和最偏远的地区也能使用互联网。
但是要实现这个目标，还有一些问题需要解决。
一些学术界的研究人员对这一计划非常不满，认为大量卫星会干扰天文研究。更糟糕的是，有那么多卫星在轨道上运行。一旦发生碰撞，它可能会像雪崩一样引发无数次碰撞，最终在千千形成成千上万块碎片空。这样的灾难将使人类在未来几乎无法使用卫星服务和探索too 空。2019年9月，Starlink的一颗卫星差点与欧洲航天局的一颗气象卫星相撞。吓出一身冷汗的人们意识到，我们完全没有准备好维护这么多卫星在轨运行。
未来十年，这些巨型卫星互联网星座的命运将决定地球轨道空之间的未来。
[3]量子优势
主要研究员:
谷歌，IBM，微软，Rigetti，D-Wave，IonQ，Zapata计算，量子电路
期限:5-10年以上。
量子计算机存储和处理数据的方式与我们常见的经典计算机完全不同。理论上，它们可以解决一些类型的问题，即使是最强大的经典超级计算机也需要数千年才能解决，例如破解密码，或者在新药和新材料的研究中模拟分子的精确行为。
量子计算机已经存在好几年了，但只有在特定条件下才会超越经典计算机。一台拥有53个量子位的计算机仅用三分多钟就完成了一项计算任务。据谷歌估计，用世界上最大的超级计算机完成这项任务，可能需要1万年，或者15亿倍的时间。IBM对谷歌的说法提出质疑，称量子计算机最多能将速度提升一千倍。即便如此，这也是一个里程碑式的进步。量子计算机每增加一个量子位，运算速度就会翻倍。
但谷歌的演示只是量子计算概念的证明，相当于在计算器上做随机加法，证明答案是正确的。现在的目标是制造具有足够量子位的机器来解决实际问题。这是一个艰巨的挑战:因为量子比特越多，就越难保持它们微妙的量子状态。谷歌的工程师认为，他们的方法可以达到100到1000个量子比特，这可能足以解决一些实际问题，但没有人确切知道可以解决哪些实际问题。
还有什么？能够破解今天密码学的量子计算机将需要数百万个量子比特，可能需要几十年才能达到这个目标。但是创建一个可以模拟分子的量子计算机模型应该是相对容易的。
[4]微型人工智能
主要研究员:
谷歌、IBM、苹果、亚马逊
成熟:现在
人工智能的发展存在一个现实问题:为了构建更强大的算法，研究人员正在使用越来越多的大数据和计算能力，并依赖于集中式云服务。这不仅会产生惊人的碳排放，还会限制人工智能应用的运行速度，并引发许多隐私问题。
微型人工智能的兴起正在改变这一点。科技巨头和学术研究人员正在探索新的算法，在不丧失能力的情况下，减少现有的深度学习模型。与此同时，新一代专用人工智能芯片有望将更多计算能力集成到更紧密的物理空空间中，以更低的功耗训练和运行人工智能算法。
这些技术进步正在使消费者受益。去年5月，谷歌宣布可以在用户手机上运行谷歌助手，而无需向远程服务器发送请求；从苹果iOS 13操作系统开始，Siri的语音识别功能和QuickType键盘可以在iPhone本地运行；IBM亚马逊现在也提供了一个开发平台来制造和部署微型人工智能。
所有这些都能带来很多好处。语音助手、自动纠错、数码相机等现有服务会变得更好更快，不需要每次都连接云端运行深度学习模型；此外，微型人工智能也将使新的应用成为可能，如基于移动终端的医学图像分析或响应时间更快的自动驾驶汽车；最后，本地化的人工智能更有利于隐私保护，因为你的数据不再需要离开设备来实现服务或功能的进化。
然而，随着人工智能技术的普及，其面临的挑战也随之而来。例如，打击非法监控系统或深度伪造的视频可能变得更加困难，歧视性算法也可能激增。研究人员、工程师和决策者现在需要共同努力，对这些潜在的危险进行技术和政策检查。
[5]差别隐私
主要研究员:
美国人口普查局，苹果，脸书
成熟:现在
2020年，美国政府将完成一项重大任务:对3.3亿美国居民进行人口普查，同时对他们的身份数据保密。政策制定者和学者在进行立法或研究时需要分析这些数据，相关法律规定人口普查局必须确保这些数据不能被用来“定位”任何个人。
然而，仍然有一些手段可以对个人数据进行“去匿名化”，特别是在人口普查数据与其他公共统计数据相结合的情况下。
因此，人口普查局在数据中加入了一种“噪音”。可能会改变一部分人的年龄或民族信息，但可以保持每个年龄或民族的总人数不变。添加的噪声越多，匿名数据就越困难。
隐私差异是一种数学技术，可以在给数据添加噪声的同时计算出隐私改善的程度，从而使添加“噪声”的过程更加严谨。苹果和脸书已经使用这种方法收集汇总数据，而不识别具体用户。
但是过多的噪音会使数据变得无用。根据一项分析，2010年人口普查数据的差分隐私版本包含一个90人的家庭。
如果进展顺利，其他联邦机构也可能使用这种方法。加拿大、英国等国家也在关注这项技术。
