เงินรางวัลรวม 15.75 ล้านดอลลาร์สำหรับการค้นพบที่นำไปสู่การพัฒนาวัคซีนโควิด-19 การรักษาโรคทางระบบประสาท นาฬิกาควอนตัมที่แม่นยำอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน และการค้นพบสำคัญอื่น ๆ
ผู้ได้รับรางวัล Breakthrough Prize ด้านชีววิทยาศาสตร์ ได้แก่ Shankar Balasubramanian, David Klenerman และ Pascal Mayer; Katalin Karik? และ Drew Weissman; และ Jeffery W. Kelly
ผู้ได้รับรางวัล Breakthrough Prize ด้านคณิตศาสตร์ ได้แก่ Takuro Mochizuki
ผู้ได้รับรางวัล Breakthrough Prize ด้านฟิสิกส์พื้นฐานได้แก่ Hidetoshi Katori และ Jun Ye
มีผู้ได้รับรางวัล New Horizons Prize สำหรับความสำเร็จของนักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์รุ่นใหม่ทั้งหมด 6 คน
มีผู้ได้รับรางวัล Maryam Mirzakhani New Frontiers Prize สำหรับความสำเร็จของนักคณิตศาสตร์หญิงรุ่นใหม่ทั้งหมด 3 คน
พิธีมอบรางวัลที่จะมีการถ่ายทอดสดเลื่อนออกไปเป็นปี 2022 เนื่องจากภาวะโรคระบาด
มูลนิธิ Breakthrough Prize Foundation และสปอนเซอร์ผู้ก่อตั้ง ได้แก่ Sergey Brin, Priscilla Chan และ Mark Zuckerberg, Yuri และ Julia Milner และ Anne Wojcicki ได้ประกาศรายชื่อผู้ได้รับรางวัล Breakthrough Prize ประจำปีครั้งที่ 10 ซึ่งมอบเงินรางวัลรวม 15.75 ล้านดอลลาร์แก่ผู้ได้รับรางวัลและนักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่
รางวัล Breakthrough Prize เชิดชูการค้นพบที่สำคัญในด้านฟิสิกส์พื้นฐาน ชีววิทยาศาสตร์ และคณิตศาสตร์ เป็นรางวัลด้านวิทยาศาสตร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก แบ่งเป็นทั้งหมด 5 ด้านหลัก แต่ละด้านมีเงินรางวัล 3 ล้านดอลลาร์ โดยปกติแล้วพิธีการมอบรางวัลนี้จะมีการถ่ายทอดสดทางโทรทัศน์ แต่ในปีนี้เลื่อนไปเป็นปี 2022 เนื่องจากภาวะโรคระบาด
วิกฤตโควิด-19 ได้ก่อให้เกิดการตอบสนองทางวิทยาศาสตร์และการแพทย์อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน โดยสองรางวัลในปีนี้มอบให้กับการค้นพบที่มีบทบาทสำคัญในการตอบสนองดังกล่าว นวัตกรรมวัคซีนที่พัฒนาโดย Pfizer/BioNTech และ Moderna ซึ่งมีประสิทธิผลเชิงประจักษ์ในการต้านไวรัสโควิด-19 นั้นเกิดขึ้นได้จากความทุ่มเทระยะเวลาหลายทศวรรษโดย Katalin Karik? และ Drew Weissman ซึ่งเชื่อในศักยภาพของการรักษาด้วยวัคซีนชนิด mRNA แม้จะมีข้อกังขาในวงกว้าง ทำให้พวกเขาได้คิดค้นเทคโนโลยีที่นอกจากจะสำคัญอย่างยิ่งในการต่อสู้กับไวรัสโคโรนาในวันนี้ ยังเป็นรากฐานที่ดียิ่งของโอกาสในการพัฒนาวัคซีนและแนวทางการรักษาในอนาคตสำหรับโรคต่าง ๆ มากมาย อย่างเช่น HIV โรคมะเร็ง โรคภูมิต้านเนื้อเยื่อตนเอง และโรคทางพันธุกรรมต่าง ๆ
ในขณะเดียวกัน การระบุชนิดและคุณสมบัติของไวรัสได้อย่างทันที การพัฒนาวัคซีนอย่างรวดเร็ว และการติดตามการกลายพันธุ์แบบเรียลไทม์จะเกิดขึ้นไม่ได้เลยหากไม่มีเทคโนโลยี next generation sequencing ซึ่งคิดค้นโดย Shankar Balasubramanian, David Klenerman และ Pascal Mayer ก่อนการคิดค้นของพวกเขา การวิเคราะห์ลำดับจีโนมที่สมบูรณ์ของมนุษย์อาจต้องใช้เวลานานหลายเดือนและมีต้นทุนสูงหลายล้านดอลลาร์ ขณะที่ในปัจจุบันสามารถทำได้ภายในวันเดียวด้วยต้นทุนราว 600 ดอลลาร์ นำไปสู่การปฏิวัติวงการชีววิทยาและทำให้สามารถระบุความหลากหลายทางพันธุกรรมซึ่งมีนัยสำคัญอย่างที่ไม่เคยคาดคิดว่าจะเป็นไปได้ จากชีววิทยาเซลล์และไมโครไบโอมสู่นิเวศวิทยา นิติเวชศาสตร์ และการแพทย์แบบจำเพาะบุคคล
ขณะที่โควิดยังคงเป็นภาวะวิกฤต การรับมือกับโรคที่เกิดจากการเสื่อมของระบบประสาทเป็นความจำเป็นฉุกเฉินที่พบได้ทั่วไป ในการนี้ Jeffery W. Kelly ได้สร้างความแตกต่างให้กับชีวิตของผู้คนที่เป็นโรค amyloid ที่ส่งผลต่อหัวใจและระบบประสาท เขาได้แสดงกลไกที่โปรตีนอย่าง transthyretin คลายตัวและก่อตัวสะสมเป็นกลุ่มที่ฆ่าเซลล์ เนื้อเยื่อ และคร่าชีวิตผู้ป่วยในท้ายที่สุด จากนั้นจึงคิดค้นแนวทางการรักษาด้วยโมเลกุลที่จะทำให้โปรตีนเสถียร หลังจากสังเคราะห์โมเลกุลที่มีศักยภาพเป็นแนวทางรักษาขึ้นมาหนึ่งพันชนิด หนึ่งในโมเลกุลที่เขาออกแบบมีโครงสร้างที่เหมาะสมในการสร้างเสถียรภาพดังกล่าว เขาได้ช่วยพัฒนาโมเลกุลนั้นเป็นยาที่มีประสิทธิผล ได้แก่ยา tafamidis ซึ่งช่วยชะลอการลุกลามของโรคได้อย่างมีนัยสำคัญ ในกระบวนการดังกล่าวนี้ เขาได้แสดงหลักฐานสำหรับแนวคิดที่ว่าการเกาะกลุ่มของโปรตีนก่อให้เกิดการเสื่อมของระบบประสาท ซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับโรคจากการเสื่อมของระบบประสาทอื่น ๆ รวมถึงโรคอัลไซเมอร์
ตั้งแต่ในยุคแรกเริ่มของวิทยาศาสตร์ การเพิ่มความแม่นยำในการวัดได้นำไปสู่การค้นพบต่าง ๆ ในการศึกษาวิจัยโดยอิสระ Hidetoshi Katori และ Jun Ye เพิ่มความแม่นยำของการวัดเวลาได้ 3 อันดับของขนาด เทคนิคของพวกเขา ได้แก่ tabletop in scale ในการใช้เลเซอร์เพื่อจับ ทำให้เย็น และตรวจ (probe) อะตอม ได้สร้างนาฬิกาควอนตัมที่แม่นยำสูงจนจะมีความคลาดเคลื่อนเพียงไม่ถึงหนึ่งวินาทีหากทำงานเป็นเวลา 1.5 หมื่นล้านปี ทั้งนี้ นาฬิกาโครงผลึกเชิงแสง (optical lattice clock) นี้มีศักยภาพในการนำไปประยุกต์ใช้ในด้านต่าง ๆ ตั้งแต่คอมพิวเตอร์เชิงควอนตัมไปจนถึงการใช้ผลของทฤษฎีสัมพันธภาพของไอน์สไตน์ในแผ่นดินไหววิทยา และในการวิจัยพื้นฐานยังสามารถใช้นาฬิกานี้เพื่อตรวจสอบทฤษฎีอย่างเช่นทฤษฎีสัมพันธภาพ รวมถึงการหาคลื่นความโน้มถ่วงและฟิสิกส์แขนงใหม่อย่างเช่นสสารมืด (dark matter)
ขณะที่นักทดลองสำรวจโลกฟิสิกส์ด้วยความแม่นยำที่เพิ่มสูงขึ้นเรื่อย ๆ นักคณิตศาสตร์ได้สำรวจพรมแดนของพื้นที่นามธรรม (abstract space) ที่น่าพิศวง Takuro Mochizuki ศึกษาเรขาคณิตเชิงพีชคณิต ซึ่งวิธีการแก้ระบบของสมการอยู่ในรูปของวัตถุเชิงเรขาคณิต และเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์ ซึ่งพื้นผิวเรียบคลี่ออกในหลายมิติที่ซับซ้อน Mochizuki ได้เอาชนะความท้าทายทั้งเชิงเทคนิคและเชิงคอนเซปต์มหาศาล เพื่อขยายพรมแดนของความรู้ในแขนงใหม่ และขยายความเข้าใจเกี่ยวกับวัตถุที่เรียกว่า holonomic D-modules เพื่อเพิ่ม variety ที่มีเอกฐาน (singularity) ซึ่งเป็นจุดที่สมการในการศึกษาไม่สมเหตุสมผลอีกต่อไป ในกระบวนการดังกล่าว เขาได้สร้างรากฐานที่สมบูรณ์ของการศึกษาในด้านนี้ และหาคำตอบให้กับข้อคาดการณ์พื้นฐานที่มีมาอย่างยาวนาน
นอกจากรางวัลหลักแล้ว ยังมีรางวัล New Horizons Prizes รวม 6 รางวัล แต่ละรางวัลมีเงินรางวัลมูลค่า 100,000 ดอลลาร์ ซึ่งมอบให้กับ 13 นักวิทยาศาสตร์และนักคณิตศาสตร์รุ่นใหม่ที่ได้สร้างผลกระทบสำคัญในด้านที่ศึกษา นอกจากนี้ ยังมีรางวัล Maryam Mirzakhani New Frontiers Prizes รวม 3 รางวัลซึ่งมอบให้กับนักคณิตศาสตร์หญิงรุ่นใหม่
เงินรางวัลทั้งหมดในปีนี้ รวมถึงสำหรับรางวัล New Horizons และ New Frontiers สำหรับนักวิจัยรุ่นใหม่ที่ประสบความสำเร็จในช่วงแรกเริ่มของอาชีพ มีมูลค่ารวม 15.75 ล้านดอลลาร์ ทำให้เงินรางวัลรวมทั้งหมดที่ได้มีการมอบให้กับนักวิทยาศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ที่ประสบความสำเร็จในการบุกเบิกตลอดทศวรรษที่ผ่านมาตั้งแต่ที่มีการเริ่มมอบรางวัลนี้มีมูลค่ารวมทั้งหมด 276.5 ล้านดอลลาร์
