«پدر محاسبات کوانتومی» برنده جایزه 3 میلیون دلاری فیزیک شد | فیزیک

یک فیزیکدان نظری که هرگز شغل معمولی نداشته است، به خاطر مشارکت های پیشگام خود در زمینه محاسبات کوانتومی، پرسودترین جایزه را در علم کسب کرده است.

دیوید دویچ، که وابسته به دانشگاه آکسفورد است، جایزه 3 میلیون دلاری (حدود 2.65 میلیون پوند) پیشرفت در فیزیک بنیادی را با سه محقق دیگر که پایه‌های رشته گسترده‌تر اطلاعات کوانتومی را پایه‌گذاری کردند، به اشتراک می‌گذارد.

دویچ 69 ساله پس از پیشنهاد یک ماشین عجیب و غریب – و تاکنون غیرقابل ساخت – برای آزمایش وجود جهان های موازی، به عنوان «پدر محاسبات کوانتومی» شناخته شد. مقاله او در سال 1985 راه را برای کامپیوترهای کوانتومی ابتدایی که امروزه دانشمندان روی آن کار می کنند هموار کرد.

دویچ به یاد می‌آورد: «این یک آزمایش فکری بود که شامل یک رایانه بود و آن رایانه دارای اجزای کوانتومی بود. امروز می‌توان آن را یک کامپیوتر کوانتومی جهانی نامید، اما شش سال دیگر طول کشید تا به آن فکر کنم.»

جوایز Breakthrough که توسط بنیانگذاران دره سیلیکون آنها به عنوان اسکار علم توصیف شده است، سالانه به دانشمندان و ریاضیدانانی که توسط کمیته های برندگان قبلی شایسته تشخیص داده شده اند، اهدا می شود. امسال یک جایزه فیزیک، سه جایزه علوم زیستی و یک جایزه دیگر در ریاضیات وجود دارد. ارزش هر کدام 3 میلیون دلار است.

یکی از جایزه‌های علوم زیستی به محققانی تجلیل می‌کند که ردیابی نارکولپسی را در سلول‌های مغزی که در اثر پاسخ‌های سیستم ایمنی سرگردان از بین می‌روند، تجلیل می‌کند. این کشف راه را برای درمان های جدید برای اختلالات خواب باز کرده است.

جایزه دوم به کلیفورد برانگوین در پرینستون و آنتونی هیمن در موسسه زیست‌شناسی سلولی و ژنتیک مولکولی ماکس پلانک در درسدن برای کشف اینکه پروتئین‌ها – اسب‌های کار سلول‌ها – تیم‌هایی را تشکیل می‌دهند که شبیه فلش‌موب‌ها هستند و پیامدهایی برای بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی دارند. تیمی در DeepMind در لندن سومین جایزه علوم زیستی را برای AlphaFold، یک برنامه هوش مصنوعی که ساختار تقریباً هر پروتئین شناخته شده برای علم را پیش‌بینی می‌کرد، به دست آوردند.

جایزه ریاضی به دانیل اسپیلمن در دانشگاه ییل برای کاری که به تلویزیون‌های با کیفیت بالا کمک می‌کند سیگنال‌های نامرتب را مدیریت کنند، شرکت‌های تحویل سریع‌ترین مسیرها را پیدا کنند و دانشمندان از تعصبات در آزمایش‌های بالینی اجتناب کنند، اعطا می‌شود.

دویچ در اسرائیل به دنیا آمد، از پدر و مادری که از هولوکاست جان سالم به در بردند و در شمال لندن بزرگ شد، جایی که خانواده اش رستورانی را اداره می کردند. برای دکترای خود، او بر روی نظریه کوانتومی زیر نظر دنیس سیاما در آکسفورد کار کرد که قبلاً استیون هاوکینگ و لرد ریس، ستاره شناس سلطنتی را سرپرستی می کرد. در حالی که دویچ در حال بررسی مبانی این نظریه بود، از طرفداران تفسیر دنیاهای متعددی شد که در سال 1957 توسط فیزیکدان آمریکایی هیو اورت سوم ارائه شد. اورت را باور کنید – اگرچه بسیاری از آنها در تلاش هستند – و رویدادهایی که در جهان ما رخ می دهند، جهان های موازی نادیده ای را ایجاد می کنند که در آن واقعیت های جایگزین در آن نقش دارند.

دویچ که از طریق کتاب‌ها، سخنرانی‌ها، کمک هزینه‌ها و جوایز امرار معاش می‌کند، محاسبات کوانتومی را با توصیف بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت‌ها پیش برد و اولین الگوریتم کوانتومی را نوشت که از معادل کلاسیک خود بهتر بود.

او این جایزه را با پیتر شور در MIT، متخصص در الگوریتم‌های کوانتومی، به همراه ژیل براسارد از دانشگاه مونترال و چارلز بنت در IBM در نیویورک، که اشکال غیرقابل شکست رمزنگاری کوانتومی را توسعه دادند و به ابداع تله‌پورت کوانتومی کمک کردند، به اشتراک گذاشتند. ارسال اطلاعات از مکانی به مکان دیگر

سال‌ها کار پرزحمت امانوئل میگنوت در دانشگاه استنفورد و ماساشی یاناگیساوا در دانشگاه تسوکوبا طول کشید تا علت نارکولپسی، یک اختلال خواب جدی را کشف کنند که برای آن جایزه زیست‌شناسی مشترک است. مطالعات میگنو روی سگ‌های نارکولپتیک، این بیماری را به گیرنده‌های جهش‌یافته در مغز نشان داد. در همین حال، یاناگیساوا اورکسین، یک انتقال دهنده عصبی را کشف کرد که از طریق گیرنده کار می کند. در ابتدا، یاناگیساوا فکر کرد که اورکسین در اشتها نقش دارد، اما به نظر می‌رسید موش‌هایی که فاقد آن بودند به طور طبیعی غذا می‌خورند. تنها پس از اینکه او تصمیم گرفت از حیوانات در شب فیلم بگیرد (موش ها شب زنده داری هستند) بود که تیم او متوجه شد که آنها ناگهان به خواب رفتند. یاناگیساوا گفت: «این واقعاً یک لحظه یورکا بود.

تحقیقات بیشتر توسط میگنو نشان داد که انسان‌های مبتلا به نارکولپسی در قسمتی از مغز به نام هیپوکامپ فاقد اورکسین هستند. اعتقاد بر این است که گروه‌هایی از سلول‌هایی که اورکسین تولید می‌کنند در اثر واکنش‌های ایمنی ناخواسته از بین می‌روند، دلیلی که نارکولپسی در همه‌گیری آنفولانزای خوکی در سال 2009 افزایش یافت. این کار راه را برای داروهای جدیدی هموار کرد که با تقلید از اورکسین، نارکولپسی را درمان می کنند.

سومین جایزه علوم زیستی به دمیس حسابیس و جان جامپر در شرکت آلفابت DeepMind تعلق گرفت. این تیم برای حل یک چالش بزرگ 50 ساله در زیست شناسی، یعنی پیش بینی چگونگی جمع شدن پروتئین ها، تصمیم گرفت. از آنجایی که شکل پروتئین عملکرد آن را تعیین می کند، این امر برای درک بیماری ها و یافتن داروهایی برای درمان آنها اهمیت زیادی دارد.

در اوایل سال جاری، تیم DeepMind ساختارهای 200 متری پروتئین را منتشر کرد و کار را در مناطقی مانند مالاریا و بازیافت پلاستیک تحریک کرد. Hassabis آن را هم «معنی‌دارترین کاری که با هوش مصنوعی در علوم انجام می‌شود» و هم یک نقطه شروع می‌نامد: دلیلی بر این اصل است که معماهایی که انتظار می‌رود عمر ما بیشتر باشد را می‌توان با هوش مصنوعی حل کرد.

قبل از همه‌گیری، برندگان جوایز Breakthrough که توسط سرگئی برین، مارک زاکربرگ، یوری میلنر و دیگران تأسیس شد، جوایز خود را در یک رویداد درخشان و پر ستاره در سیلیکون ولی دریافت کردند. اگر مراسم امسال برگزار شود، دویچ که یک سخنرانی TED را از طریق ربات اجرا کرد، حداقل در این جهان بعید است در این مراسم شرکت کند. او گفت: من گفتگو را دوست دارم. “اما من دوست ندارم جایی بروم.”