En Matemáticas, los conocimientos y algoritmos de Daniel A. Spielman han sido importantes no sólo para las matemáticas, sino también para problemas muy prácticos de computación, procesamiento de señales, ingeniería e incluso el diseño de ensayos clínicos. Entre otros muchos resultados, él y sus colaboradores resolvieron el problema de Kadison-Singer, que surgió en la mecánica cuántica pero que resultó ser equivalente a importantes problemas sin resolver en numerosos campos matemáticos, desde el álgebra lineal (el estudio de ecuaciones con vectores y matrices) hasta la geometría de alta dimensión, la optimización combinatoria (por ejemplo, versiones del problema del viajante de comercio) y las matemáticas del procesamiento de señales. Se puede encontrar un breve vídeo sobre sus logros aquí. En Física Fundamental, el premio se otorga a cuatro pioneros en el campo de la información cuántica.

Con su protocolo BB84, Charles H. Bennett y Gilles Brassard, basándose en la idea seminal pero poco práctica de Stephen Wiesner sobre el dinero cuántico, iniciaron la criptografía cuántica al idear una forma práctica de enviar mensajes secretos entre usuarios que no comparten información secreta inicialmente. A diferencia de los métodos utilizados habitualmente en el comercio electrónico, no puede ser descifrado ni siquiera por un espía con una potencia de cálculo ilimitada. Su descubrimiento en 1993, con colaboradores, del teletransporte cuántico, demostró que el entrelazamiento es un recurso útil cuantificable a pesar de no tener capacidad de comunicación propia, ayudando así a lanzar la nueva ciencia del procesamiento de la información cuántica.

David Deutsch sentó las bases de la computación cuántica. Definió la versión cuántica de una máquina de Turing -un ordenador cuántico universal- y demostró que podía simular con una precisión arbitraria cualquier sistema físico que obedeciera las leyes de la mecánica cuántica. Demostró que un ordenador de este tipo equivale a una red de puertas cuánticas sorprendentemente pequeñas, puertas lógicas que aprovechan los fenómenos cuánticos de entrelazamiento y superposición de muchos estados a la vez. Y diseñó el primer algoritmo cuántico que puede realizar un cálculo más rápido que el mejor algoritmo clásico equivalente.

Peter Shor pasó a inventar el primer algoritmo de ordenador cuántico claramente útil. El algoritmo de Shor puede hallar los factores de grandes números con una rapidez exponencialmente mayor de la que se cree posible para cualquier algoritmo clásico. También diseñó técnicas para la corrección de errores en los ordenadores cuánticos, una hazaña mucho más difícil que en los ordenadores clásicos, donde basta con la simple redundancia. Estas ideas no sólo han allanado el camino a los actuales ordenadores cuánticos, que se desarrollan a gran velocidad, sino que también se encuentran en las fronteras de la física fundamental, especialmente en el estudio de la metrología -la ciencia de la medición- y de la gravedad cuántica.

Se puede ver un breve vídeo sobre los logros de los físicos aquí.

Además de los premios principales, se distribuyeron 6 Premios Nuevos Horizontes, dotados con 100.000 dólares cada uno, entre 11 científicos y matemáticos que se encuentran en la fase inicial de su carrera y que ya han tenido un impacto sustancial en sus campos. Además, se concedieron 3 Premios Maryam Mirzakhani Nuevas Fronteras, de 50.000 dólares cada uno, a mujeres matemáticas que han terminado recientemente su doctorado y han obtenido resultados importantes.

Los Breakthrough Prizes son los mayores premios científicos del mundo. Cada uno de los cinco premios principales está dotado con 3 millones de dólares, y la adición de los premios a las primeras carreras hace que el total de los premios de este año ascienda a 15,75 millones de dólares.

A continuación encontrará las citas completas de todos los galardonados de 2023:

2023 Breakthrough Prizes en Ciencias de la Vida

Clifford P. Brangwynne

Princeton University, Howard Hughes Medical Institute and the Marine Biological Laboratory

Anthony A. Hyman

Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics

Por descubrir un mecanismo fundamental de organización celular mediado por la separación de fases de proteínas y ARN en gotas líquidas sin membrana.

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Demis Hassabis

DeepMind

John Jumper

DeepMind

Por desarrollar un método de IA de aprendizaje profundo que predice rápidamente y con precisión la estructura tridimensional de las proteínas a partir de su secuencia de aminoácidos.

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Emmanuel Mignot

Stanford University School of Medicine

Masashi Yanagisawa

University of Tsukuba

Por descubrir que la narcolepsia está causada por la pérdida de una pequeña población de células cerebrales que producen una sustancia que favorece la vigilia, allanando el camino para el desarrollo de nuevos tratamientos para los trastornos del sueño.

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2023 Breakthrough Prize en Física Fundamental

Charles H. Bennett

IBM Thomas J. Watson Research Center

Gilles Brassard

Université de Montréal

David Deutsch

Oxford University

Peter W. Shor

MIT

Por su trabajo fundacional en el campo de la información cuántica.

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2023 Breakthrough Prize en Matemáticas

Daniel A. Spielman ­­

Yale University

Por sus importantes contribuciones a la informática y las matemáticas teóricas, en particular a la teoría de los grafos espectrales, el problema de Kadison-Singer, el álgebra lineal numérica, la optimización y la teoría de la codificación.

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2023 Premios Nuevos Horizontes en Física

David Simmons-Duffin

Caltech

Por el desarrollo de técnicas analíticas y numéricas para el estudio de las teorías de campo conformadas, incluidas las que describen el punto crítico del vapor líquido y la transición de fase superfluida.

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Anna Grassellino

Fermilab

Por el descubrimiento de importantes mejoras en el rendimiento de las cavidades de radiofrecuencia superconductoras de niobio, con aplicaciones que van desde la física de aceleradores hasta los dispositivos cuánticos.

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Hannes Bernien

University of Chicago

Manuel Endres

Caltech

Adam M. Kaufman

JILA, National Institute of Standards and Technology y University of Colorado

Kang--Kuen Ni

Harvard University

Hannes Pichler

University of Innsbruck y Austrian Academy of Sciences

Jeff Thompson

Princeton University

Para el desarrollo de conjuntos de pinzas ópticas para realizar el control de átomos individuales para aplicaciones en la ciencia de la información cuántica, la metrología y la física molecular.

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2023 Premios Nuevos Horizontes en Matemáticas

Ana Caraiani

Imperial College London y University of Bonn

Por diversas contribuciones transformadoras al programa Langlands y, en particular, por el trabajo realizado con Peter Scholze sobre el mapa del periodo de Hodge-Tate para las variedades de Shimura y sus aplicaciones.

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Ronen Eldan

Weizmann Institute of Science y Microsoft Research

Por la creación del método de localización estocástica, que ha conducido a un progreso significativo en varios problemas abiertos en la geometría y la probabilidad de alta dimensión, incluyendo el problema de corte de Jean Bourgain y la conjetura KLS.

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James Maynard

Oxford University e Institute for Advanced Study

Por sus múltiples contribuciones a la teoría analítica de los números, y en particular a la distribución de los números primos.

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2023 Premios Nuevas FronterasMaryam Mirzakhani

Maggie Miller

Stanford University y Clay Mathematics Institute

(PhD Princeton University 2020)

Para los trabajos sobre los nudos de cinta fibrosa y las superficies en las variedades de 4 dimensiones.

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Jinyoung Park

Stanford University

(PhD Rutgers University 2020)

Por sus contribuciones a la resolución de varias conjeturas importantes sobre umbrales y procesos de selección.

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Vera Traub

University of Bonn

(PhD University of Bonn 2020)

Por los avances en los resultados de aproximación en los problemas clásicos de optimización combinatoria, incluyendo el problema del viajante de comercio y el diseño de redes.

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Acerca del Breakthrough Prize

(CONTINUA)