一、量子信息技術(shù)
量子計算機 德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)觀察到沿拓撲絕緣體晶體表面溝道的電流(溝道寬度小于1納米，沿晶格原子臺階延展，下圖)，電流能在溝道內(nèi)暢通無阻流動，但電荷不能在溝道之間運動。這種在晶體表面用原子臺階定義的一套電線，能顯著減少電能損耗和產(chǎn)熱，可用于新型信息處理(如自旋電子學(xué)或量子計算)。
量子器件美國在量子傳感器、澳大利亞在量子光學(xué)硬盤驅(qū)動器、英國量子雷達原型機、丹麥量子機械混頻器(可用于導(dǎo)航和基于光技術(shù)的太空探索的鍶原子鐘)都獲進展。
量子基礎(chǔ)研究 瑞士、德國有喜人成果。
二、光學(xué)與激光技術(shù)
光學(xué)材料 美國伯克利•勞倫斯國家實驗室和加州大學(xué)伯克利分?？深A(yù)測超材料非線性光學(xué)性質(zhì)的模型為某些超材料具有負折射率創(chuàng)造了條件。超材料可用于二維超級透鏡(將光學(xué)顯微鏡精度提高10倍，看見DNA尺度的物體)、先進傳感器、新型聚光鏡(制作更高效太陽能聚集器)、使用光信號處理信息的計算機和電子產(chǎn)品、隱形斗篷等(下圖)。
定向能武器 美國空軍研究實驗室電磁脈沖武器“反電子設(shè)備高功率微波先進導(dǎo)彈項目”(CHAMP)攜帶的小型發(fā)生器發(fā)射的微波以高精準(zhǔn)度指向并燒毀電子設(shè)備。
此外在發(fā)光器件、光源、激光加工、光數(shù)據(jù)處理與傳輸、光譜測量、成像、顯示、照相機和攝像機、光學(xué)傳感器領(lǐng)域，美國、德國、荷蘭、日本、瑞士、瑞典、意大利和希臘、韓國、以色列、印度、法國均各有建樹。
三、太赫茲技術(shù)
美國得克薩斯大學(xué)研制的讓夜視、熱成像產(chǎn)品用得起的太赫茲器件可探測電磁波以在近10太赫茲波段創(chuàng)建圖像，像素更少的該芯片能廉價量產(chǎn)，用途是：夜晚驅(qū)車時成像道路附近的動物、成像黑夜中的入侵者、為夜間徒步旅行提供照明，估計房間內(nèi)人員數(shù)量以更好地控制供暖、空調(diào)和照明，其它任務(wù)(如尋找覆蓋在混凝土或墻壁下的管道)，為利用頻譜的紅外部分提供極強工具。
此外，美國還在可增進太赫茲數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦皖l率過濾器、產(chǎn)生可用于爆炸物和毒品監(jiān)測的寬帶太赫茲輻射、控制太赫茲通信的可打印濾光器(下圖)方面有所斬獲。
四、腦認知研究與人工智能
意志超越身體——美國俄亥俄州立大學(xué)發(fā)現(xiàn)大腦皮層是肌肉增強/衰弱的關(guān)鍵決定因素，心理意志因素對減少戴石膏模者肢體的肌肉喪失至關(guān)重要：通過心理意向?qū)嶒瀸Υ竽X皮層區(qū)域定期激活可弱化肌肉萎縮且充分激活肌肉。美國麻省理工學(xué)院發(fā)現(xiàn)大腦成像可能有助于預(yù)測未來行為。德國馬克思•普朗克研究院生物控制論研究所用放在頭上的電極測量大腦電活動，觀察細胞放電圖譜從而讀取大腦活動。
此外，在人機接口、用圖形描繪思維、納米管自組織模擬人工智能、腦閱讀、著色法呈現(xiàn)大腦的電路圖、具有反射性意識的機器人、用駕駛員大腦信號從地面控制無人機、新一代磁記憶(計算機中作為突觸使用)物理機制、解釋視覺皮質(zhì)中神經(jīng)細胞連接形成機制的計算機模型等領(lǐng)域，德國、美國各有建樹。
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