Demis Hassabis和John Jumper的肖像。

DeepMind的Demis Hassabis(左)和John Jumper(右)开发了可以预测蛋白质结构的人工智能AlphaFold。图片来源:突破奖

AlphaFold人工智能(AI)系统背后的研究人员赢得了今年300万美元的突破奖之一，这是科学界最赚钱的奖项。伦敦DeepMind的德米斯·哈萨比斯(Demis Hassabis)和约翰·斯特沃(John Jumper)因创造了预测地球上几乎所有已知蛋白质3D结构的工具而获得认可。

纽约哥伦比亚大学的计算生物学家Mohammed AlQuraishi说:“很少有发现能如此迅速地戏剧性地改变一个领域。”“它真的改变了结构生物学的实践，无论是计算的还是实验的。”

该奖项是9月22日宣布的五个突破奖之一，奖励在生命科学、物理学和数学方面的成就。

获奖的人工智能

AlphaFold源于DeepMind的AlphaGo的成功。这就是2016年在首尔击败战略游戏围棋大师李世石的人工智能。哈萨比斯说:“这是游戏AI的巅峰，但这本身从来不是目的。“我想建立人工智能来加速科学发现。”从首尔回来的第二天，研究小组就把注意力转向了蛋白质折叠。

该系统在2020年11月引起了轰动赢得两年一次的CASP竞赛(结构预测的关键评估)，击败了大约100个其他软件程序。AlphaFold的早期版本在2018年赢得了胜利，但没有令人信服，迫使团队重新开始设计。“对于机器学习，它是关于在架构(已知基础科学施加的约束)和数据之间找到正确的平衡，”Jumper说。

自DeepMind在2021年7月发布了AlphaFold的开源版本以来1在美国，已有50多万研究人员使用过这种机器学习系统，发表了数千篇论文。今年7月，DeepMind发布了从氨基酸序列预测出2亿个蛋白质结构．到目前为止，这些数据已被用于解决从抗生素耐药性到作物恢复力等问题。

伦敦大学学院(University College London)的计算生物学家克里斯汀·奥伦戈(Christine Orengo)说:“这是一个重大突破，不仅因为他们开发了算法，还因为他们让算法变得可行，并提供了所有这些结构。”她补充说，这一成就是由全球社区收集的大量蛋白质序列数据实现的。

哈萨比斯说，得知自己获得了“突破奖”，他感到“震惊”，而Jumper说，他“不敢相信这是真的”。哈萨比斯计划将部分奖金捐赠给旨在增加多样性的教育项目，并支持尼泊尔农村地区的学校。

睡眠科学和细胞系统

另一项生命科学突破奖由日本筑波大学的睡眠科学家Masashi Yanagisawa和加州帕洛阿尔托斯坦福大学的Emmanuel Mignot共同获得，他们独立发现了嗜睡症是由大脑中缺乏化学物质orexin引起的。

哥本哈根大学的神经生理学家Birgitte Rahbek Kornum说，这两位研究人员都是“该领域的巨人”，他们使这种疾病得到了明确的诊断。她说:“嗜睡症严重影响生活质量，这让患者确切地知道哪里出了问题，而不是被告知‘控制住自己，保持清醒’。”这些发现也促进了目前处于临床试验阶段的药物治疗的发展。

柳泽说，他对这个奖项“深感荣幸”，并计划用这笔钱建立一个捐赠基金来资助研究。他说:“对年轻科学家在日本进行探索性工作的稳定支持是有问题的。”他指出，他自己的发现之所以成为可能，只是因为他可以自由地“进行一次没有成功保证的‘钓鱼探险’”。

第三个生命科学奖由新泽西州普林斯顿大学的克利福德·布兰温和德国德累斯顿马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的安东尼·海曼共同获得，他们发现了一种机制细胞内容物可以通过分离成液滴来组织自己．

量子先锋

今年的基础物理学突破奖由量子信息领域的四位创始人分享:彼得·肖剑桥的麻省理工学院;大卫·多伊奇英国牛津大学;纽约州约克镇IBM的查尔斯·贝内特(Charles Bennett);以及加拿大蒙特利尔大学的Gilles Brassard。他们的研究为超安全通信的发展奠定了基础有一天，这些计算机在某些任务上可能会超过标准机器．

肖尔说:“得知自己获奖时，我真的很惊讶。“其他人已经做了这么多。”在20世纪90年代，肖尔开发了第一个可能有用的量子算法，该算法有一天可以使量子计算机快速将大数分解为它们的质因数2．这就提出了……的可能性破解用于保护当今大部分互联网流量的加密代码，它们基于大素数。牛津大学量子物理学家尼基塔·古里亚诺夫(Nikita Gourianov)说:“这个巨大的结果证明，量子计算机不仅仅是另一个学术奇事。”

数学突破奖由康涅狄格州纽黑文耶鲁大学的数学家丹尼尔·斯皮尔曼获得。斯皮尔曼因多项进步而获得认可，包括开发了用于过滤高清电视广播噪声的纠错码。

“突破奖”由俄罗斯裔以色列亿万富翁尤里·米尔纳(Yuri Milner)于2012年创立。他们现在得到了米尔纳和其他互联网企业家的赞助，其中包括Meta(前身为Facebook)的首席执行官马克·扎克伯格。