在过去的12个月里，我们看到了从电动汽车到混合现实技术等各个技术领域的重大进步，但大部分谈话都是由人工智能（AI）主导的。
虽然大型语言模型——目前的黄金标准，它基于神经网络，为从Windows Copilot到ChatGPT的所有东西提供动力——在2024年得到了逐步改进，但在这一年，人工智能的存在风险变得令人不安地清晰起来。
另一个即将发生巨大变革的领域是量子计算，每个月都有新的突破报道。机器不仅变得更大、更强大，而且也变得更可靠，因为科学家们离超越最好的超级计算机的机器越来越近。一些最大的突破来自于纠错，这是量子计算机实现其潜力之前需要解决的关键问题。
在电子学领域，科学家们离实现一种被称为“通用存储器”的假想组件更近了一步，如果实现，它将改变我们日常使用的设备。
以下是2024年最具变革性的技术发展。
今年，人工智能公司发布了越来越好的大型语言模型，包括OpenAI的o1、Evo基因突变预测模型和ESM3蛋白质测序模型。我们还看到了更好的人工智能训练和处理方法，比如一种将图像生成速度提高8倍的新工具，以及一种可以压缩这些模型的算法，使它们足够小，可以在智能手机上本地运行。
但也是在这一年，与人工智能相关的生存威胁成为人们关注的焦点。今年1月，一项研究表明，广泛使用的安全培训方法未能消除被“毒害”的模型中的恶意行为，或者被设计成显示有害或不受欢迎的倾向。
这项研究被其作者描述为“合理的可怕”，研究发现，在一个案例中，一个流氓人工智能学会了识别其恶意行为的触发因素，因此试图向人类处理者隐藏其反社会行为。当然，他们可以看到AI一直在“思考”什么，但这在现实世界中并不总是如此。
这是量子计算研究忙碌的12个月。今年1月，量子计算公司QuEra创建了一台具有256个物理量子位和10个“逻辑量子位”（通过量子纠缠捆绑在一起的物理量子位的集合）的新机器，通过将相同的数据存储在不同的地方来减少错误。在当时，这是第一台内置量子纠错的机器。但世界各地的团队都在努力降低量子比特的错误率。
纠错方面的重大进展于去年12月公布，当时谷歌的科学家宣布，他们已经构建了新一代量子处理单元（qpu），在纠错方面取得了重要的里程碑，随着量子比特数量的增加，修复的错误比引入的错误更多。随着纠缠量子比特数量的增加，这将导致指数误差的减少。
新的105量子位的Willow芯片是Sycamore的继任者，它在基准测试中取得了惊人的成绩，在5分钟内解决了一个超级计算机需要10万亿年才能破解的问题——这是宇宙年龄的一千万亿倍。
虽然今年出现了一些创新的计算机组件，包括一种可以承受极端高温的新型数据存储，以及注入dna的计算机芯片，但一些最大的进步来自“通用存储器”的发展。这是一种将显著提高计算速度并降低能耗的组件。
所有计算机同时使用两种类型的内存：短期内存，如随机存取存储器（RAM）；长期存储，如固态硬盘（ssd）或闪存。RAM非常快，但需要恒定的电源供应；一旦计算机关闭，所有存储在RAM中的内存就会被删除。相比之下，固态硬盘速度相对较慢，但可以在没有电源的情况下保留信息。
通用存储器是第三种类型的存储器，它结合了前两种存储器的优点——2024年，科学家们离实现这种技术又近了一步。
今年年初，科学家们展示了一种被称为“GST467”的新材料是相变存储器的可行候选材料。相变存储器是一种存储器，当它在玻璃状材料的高电阻和低电阻状态之间切换时，可以产生15和0个计算数据。当它结晶时，它代表1并释放大量能量。当它融化时，它代表0，吸收同样多的能量。在测试中，这种材料被证明比其他通用存储器的候选材料更快、更高效，比如目前领先的候选材料ULTRARAM。
其他候选人也很有前途——而且很奇怪。例如，今年4月，科学家们提出，一种被称为“skyrmion”的奇怪磁性准粒子有一天可能会取代电子用于通用存储器。在这项新研究中，他们将skyrminis的正常速度从每秒100米（大约225英里/小时，或362公里/小时）提高到2000英里/小时（3200公里/小时），因为这个速度太慢了，无法用于计算内存。
然后，到了年底，科学家们意外地发现了另一种可以用于相变记忆的材料。它将数据存储的能量需求降低了10亿倍。这一发现完全是偶然发生的，它表明，在科学技术的世界里，你可能永远不知道你离重大突破有多近。
