Những đột phá khoa học và công nghệ quan trọng nhất năm 2024

Theo The Atlantic, dù không có sự kiện nào gây chấn động như sự ra mắt của ChatGPT hay các thuốc GLP-1 như Ozempic trong các năm trước, những cải tiến trong năm nay đã mở rộng hiểu biết của nhân loại theo những cách sâu sắc. Đây là cái nhìn tổng quan về những đột phá tiêu biểu, nơi sự cải tiến gia tăng chứng tỏ sức mạnh của mình.

Bước tiến trong cuộc chiến chống HIV

HIV, căn bệnh lây truyền qua đường máu và tình dục, vẫn là thách thức lớn của thế giới với hơn 40 triệu người đang sống chung với căn bệnh và mỗi năm có khoảng 630.000 người tử vong. Dù đã có những tiến bộ trong việc kiểm soát vi rút, việc tiếp cận thuốc vẫn là một trở ngại lớn đối với các nước nghèo và có thu nhập trung bình.

Các nhà khoa học tại công ty dược phẩm Gilead - Ảnh: Gilead

Năm 2024, các nhà khoa học từ công ty dược phẩm Gilead (Mỹ) đã giới thiệu lenacapavir, một loại thuốc tiêm đột phá có khả năng bảo vệ khỏi HIV trong vòng 6 tháng chỉ với một lần tiêm. Trong các thử nghiệm lâm sàng tại Nam Phi và Uganda, lenacapavir đã giảm 100% nguy cơ lây nhiễm HIV ở nhóm can thiệp. Một thử nghiệm khác trên nhiều châu lục cũng cho thấy tỷ lệ hiệu quả lên đến 96%.

Lenacapavir hoạt động bằng cách nhắm vào "protein vỏ bọc" của HIV – một phần tử bảo vệ và hỗ trợ virus xâm nhập vào tế bào người. Loại thuốc này làm suy yếu chức năng của các protein, khiến vi rút trở nên vô hại. Thành công của lenacapavir mở ra cánh cửa cho việc phát triển các loại thuốc tương tự nhắm vào những loại vi rút chết người khác, bao gồm cả các loại vi rút gây cảm lạnh thông thường hay các đại dịch tiềm ẩn.

Mặc dù Gilead đã đồng ý cho phép sản xuất thuốc generic giá rẻ tại các nước nghèo, một số quốc gia có thu nhập trung bình như Brazil và Mexico lại bị loại khỏi thỏa thuận này, khiến chi phí trở thành rào cản đối với nhiều người dân.

Kỷ nguyên "bắt tên lửa" của Mỹ

Tháng 10 năm nay, SpaceX đã đánh dấu một cột mốc lịch sử mới trong công nghệ không gian khi lần đầu tiên sử dụng cánh tay cơ khí khổng lồ - được ví như "đũa thần" - để bắt tên lửa đẩy quay trở lại mặt đất. Tên lửa này đã rơi với vận tốc gấp 22 lần tốc độ âm thanh, trước khi được "đón" an toàn trên chính bệ phóng đã phóng nó lên.

Thành công này không chỉ là một màn trình diễn kỹ thuật ấn tượng mà còn mở ra tương lai của việc tái sử dụng hoàn toàn tên lửa. Eric Hand, một nhà báo khoa học, nhận định rằng việc tái sử dụng này có thể cắt giảm chi phí đưa vật thể vào không gian theo cấp số nhân.

Hiện tại, một trong những trở ngại lớn nhất đối với các dự án không gian - từ khai thác tiểu hành tinh đến sản xuất vật liệu trong môi trường vi trọng lực - chính là chi phí phóng tên lửa.

Tên lửa đẩy của SpaceX đang được neo giữ tại bệ phóng - Ảnh: Getty

Tên lửa rẻ, lớn và tái sử dụng hoàn toàn là điều kiện tiên quyết để thực hiện tham vọng vươn xa ngoài không gian, từ việc xây dựng các nhà máy tự động trên quỹ đạo đến việc khám phá các hành tinh xa xôi. Thành tựu của SpaceX một lần nữa khẳng định vai trò tiên phong của công ty này trong cuộc đua vũ trụ.

Cú đột phá lượng tử

Tháng 12, Google công bố rằng máy tính lượng tử của họ, sử dụng chip Willow, đã giải một bài toán trong 5 phút - một bài toán mà các siêu máy tính nhanh nhất thế giới sẽ mất "10 tỉ tỉ năm" để hoàn thành. Con số này tương đương với toàn bộ lịch sử vũ trụ lặp lại hàng nghìn tỉ lần.

Máy tính lượng tử khác biệt hoàn toàn so với các máy tính truyền thống. Trong khi máy tính thông thường xử lý thông tin qua các công tắc nhị phân (1 và 0), máy tính lượng tử sử dụng qubit – một đơn vị thông tin có thể ở cả hai trạng thái 1 và 0 cùng lúc nhờ hiện tượng chồng chập trong cơ học lượng tử. Điều này cho phép máy tính lượng tử xử lý một khối lượng thông tin khổng lồ theo cấp số nhân.

Chip Willow mới của Google - Ảnh: Google

Con chip Willow là một trong những thiết bị đầu tiên chứng minh rằng số lượng lỗi có thể giảm khi tăng số lượng qubit – một bước ngoặt lớn trong phát triển công nghệ này.

Ứng dụng của máy tính lượng tử có thể thay đổi toàn bộ cách chúng ta hiểu và làm việc với vật lý lượng tử, thiết kế pin, khám phá thuốc, và hơn thế nữa. Tuy nhiên, công nghệ này cũng tiềm ẩn nguy cơ lớn, đặc biệt trong lĩnh vực an ninh mạng. Một máy tính lượng tử hoạt động đầy đủ có thể phá vỡ hầu hết các mã hóa internet hiện tại, đặt ra mối đe dọa lớn đối với bảo mật toàn cầu.

AI tạo sinh

AI tiếp tục là một lĩnh vực đầy sôi động với nhiều đột phá ấn tượng. Chỉ trong ba tháng cuối năm, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng ChatGPT vượt trội hơn cả các bác sĩ con người trong việc phân tích bệnh sử y khoa. Google DeepMind và OpenAI cũng giới thiệu các trình tạo video mới như Veo 2 và Sora, đẩy khả năng sáng tạo của AI lên một tầm cao mới.

AI không chỉ dừng lại ở ngôn ngữ, hình ảnh hay video. Một dự án nổi bật trong năm nay là Evo, một mô hình AI được phát triển để hiểu và tái cấu trúc DNA. Evo, được đào tạo trên 2,7 triệu bộ gen, cho phép các nhà khoa học dự đoán chức năng gen, phân tích đột biến, và thậm chí tạo ra các trình tự gen mới.

Ứng dụng của AI trong sinh học có thể sánh ngang với sự ra đời của công nghệ CRISPR. Các nhà khoa học đã sử dụng Evo để thiết kế một loại protein hoàn toàn mới, giúp chỉnh sửa gen giống như các công cụ CRISPR hiện tại nhưng hiệu quả hơn.

Patrick Hsu, nhà nghiên cứu tại UC Berkeley, nhận định rằng: "Cũng như ChatGPT cách mạng hóa cách chúng ta làm việc với văn bản, những khả năng này sẽ làm điều tương tự với các mã cơ bản của sự sống".

Năm 2024 khép lại với hàng loạt tiến bộ đáng kinh ngạc, từ y học, không gian, tính toán lượng tử đến trí tuệ nhân tạo. Dù không có một phát minh đơn lẻ nào thống trị, sự kết hợp của các cải tiến gia tăng đã làm nên một năm đầy ý nghĩa, mở ra tương lai tươi sáng hơn cho nhân loại. Những đột phá này nhắc nhở chúng ta rằng, dù nhỏ hay lớn, mỗi bước tiến đều là một phần không thể thiếu trên con đường chinh phục những giới hạn mới của khoa học và công nghệ.

Hoàng Vũ