全球舉足輕重的十大突破性技術（2017-2021）
2021年十大突破性技術
1、GPT-3。重大意義：學習自然語言的大型計算機模型，可以構建可理解人類、並且與人類世界互動的 AI向前邁出的一大步。
成熟期：目前
什麼是GPT-3？ 為一種 “大型語言模型”，由美國舊金山的研究實驗室 OpenAI 建立。所謂 “大型語言模型” 指的是一種利用深度學習的演算法，透過數千本書和網際網路的大量文字進行訓練，將單詞和短語串在一起。
大型語言模型擁有很多的實際用途。比如開發更加流暢的對話聊天機器人，只要給它提示，就可以生成關於任何事情的文章和故事；聊天機器人還可以總結文字，或回答關於文字的問題等等歸納。
2、多技能AI。重大意義：其“多模態” 系統能夠解決更復雜的問題，讓機器人能夠實現與人類真正意義上交流和協作。
成熟期：3-5 年
所謂多模態，從長遠來看，“多模態” 系統取得的重大進展可以幫助突破人工智慧的極限，不僅能夠解鎖新的人工智慧應用，也可以讓應用變得更加安全可靠，更加精密的多模態系統也將使更先進的機器人助手成為可能。因此，多模態系統或將成為首批可以真正信任的人工智慧。
成熟期：目前
所謂推薦演算法，是計算機專業中的一種演算法，它透過一些數學演算法，推測出目標使用者可能喜歡的東西。實際上，推薦演算法就是利用使用者的一些行為，透過一些數學演算法，推測出使用者可能喜歡的東西。推薦演算法主要分為6種。
基於內容的資訊推薦方法的理論依據，主要來自於資訊檢索和資訊過濾，所謂的基於內容的推薦方法就是根據使用者過去的瀏覽記錄來向用戶推薦使用者沒有接觸過的推薦項。
基於協同過濾的推薦演算法：理論上可以推薦世界上的任何一種東西。比如圖片、音樂、各種各樣都可以。協同過濾演算法主要是透過對未評分項進行評分預測來實現的。
基於關聯規則的推薦，是以關聯規則為基礎，把已購買商品作為規則頭，規則體為推薦物件。
基於知識的推薦，在某種程度可以看成是一種推理技術，它不是建立在使用者需要和偏好基礎上推薦的。由於各種推薦方法都有優缺點，因此，在實際中，經常採用組合推薦方法，研究和應用最多的是內容推薦和協同過濾推薦的組合。
基於效用的推薦是建立在對使用者使用專案的效用情況上計算的。
4、資料信託。重大意義：面對個人資料被濫用之情況，資料信託可以幫助更好地管理資料。
成熟期：2-3 年
所謂資料信託，是指基於對受託人的信任，委託人從其自身利益出發，將資產交給受託人管理的行為。而在資料信託中，受託人將管理一群人的資料或資料權利。對於資料引發的隱私、安全性等問題，資料信託不是唯一的解決辦法，但能夠控制資料、並且讓資料共享造福人類的資料治理是非常必要的。
5、遠端技術。重大意義：尤其是2020 年疫情期間，醫療保健和教育這兩項重要服務發生了重要變化，對人們的整體福祉和生活質量產生了十分巨大的影響。但最重要的改變事實上不是技術本身、而是人類的行為，主要是遠端會議和遠端醫療早已存在。
成熟期：目前
6、超高精度定位。重大意義：一旦定位技術精確到毫米級或更高級別，將會開創出全新的產業。
成熟期：目前
所謂全球衛星定位系統的精度，目前正在從 “米” 提高升級到 “釐米” 級別，將為自動駕駛汽車、送貨機器人等的安全行駛提供更大的技術支撐。除衛星系統之外，量子技術也被應用於定位和導航。
7、數字接觸追蹤。重大意義：手機使用者能夠在不獲取個人位置資訊的情況下，可獲知自己是否與新冠病毒感染者接觸。
成熟期：現在
所謂數字接觸追蹤：被稱為 “曝光通知”（Exposure Notification），它不會追蹤使用者的位置，而是使用藍芽來匿名連線附近運行同一應用程式的手機裝置，從而保證健康資料的匿名性和隱私性。截至 2021 年 1 月，全球各地政府使用的 “曝光通知”的應用總共有 77 個。
8、mRNA疫苗。重大意義：mRNA 新冠疫苗有效性約為 95%，之前從未投入過臨床應用，未來可能帶來醫藥領域的重大變革。
成熟期：目前
所謂mRNA 疫苗，和傳統疫苗生效機制完全不同，傳統疫苗使用活病毒、死病毒、或者病毒外殼部分物質，用以訓練人體免疫系統。而 mRNA 疫苗含有基因物質，注射入人體內之後，肌肉細胞吸收 mRNA 併產生某種病毒蛋白，免疫系統將及時產生抗體和T細胞來抵禦病毒的入侵。儘管針對 mRNA 的研究已有 20 年，但是直到2020年，mRNA 才首次用於進入市場。
9、鋰金屬電池。重大意義：鋰金屬電池特點是，能量密度高、充電速度快，且安全可靠，使得電動汽車與汽油汽車一樣的方便及便宜。
成熟期：5 年
所謂鋰金屬電池，尤其在傳統的鋰離子電池中，陽極是由石墨製成，可以吸收和釋放帶電的鋰離子，這些鋰離子透過電解質在陽極和陰極之間來回穿梭，產生電流。而在鋰金屬電池中，陽極本身是由鋰製成的，意味著電池陽極上幾乎每一個原子都可以用來產生電流。這種鋰金屬電池擁有較大的能量密度和極快的充電速度，並且更加安全穩定。未來一旦普及，將會徹底改寫目前電動汽車產業格局，讓電動汽車的成本大幅降低、續航大幅增加，充電將會像在加油站加油一樣快捷方便。
10、綠色氫能。重大意義：綠色氫氣是綠色的碳中效能源，是可再生風能和太陽能的擴充，未來或成為低碳化的核心燃料。
成熟期：預計 2030 年
氫能介紹：大多數氫氣是透過天然氣與高溫蒸汽結合的方式製造的，也就是灰色氫氣。透過水電解生產出綠色氫氣，現在的生產成本是灰色氫氣的三倍左右。因此，隨著風能和太陽能成本的不斷下降、綠色氫氣生產的規模經濟效應的出現，氫氣的生產成本有望獲得大幅降低。
未來隨著碳捕集技術的發展，技術上能夠在不排放大量二氧化碳的條情況下，可從天然氣中提取更多的氫氣，綠色氫氣可能會成為未來低碳化的核心燃料。國際能源署預測，到2050年，氫氣可提供全球能源需求的10%以上，每年可生產 超過1100 萬兆瓦時的能源。
二、2020年全球十大突破性技術
1，防黑網際網路。重大意義: 由於網際網路十分容易受到駭客的攻擊，而量子網路技術是無法被駭客攻擊的。
重要研究者: 代爾夫特理工大學、量子網際網路聯盟、中國科學技術大學
成熟期:5 年
2，超個性化藥物。重大意義: 超個性化藥物是針對個體量身定製的基因藥物，目的是為身患絕症的人帶來最後一線希望。
重要研究者: A-T Children’s Project、波士頓兒童醫院、Ionis Pharmaceuticals、美國食品和藥品監督管理局
成熟期:目前
3，數字貨幣。重大意義: 由於貨幣在生活中使用頻率的大幅下降，無中介交易也隨之減少，因此，數字貨幣技術是一種全新的貨幣金融體系。
重要研究者:中國人民銀行、Facebook
成熟期: 2020年後
4，抗衰老藥物。重大意義: 未來癌症、心臟病和失智症等許多不同疾病、或許都能夠透過延緩衰老來治療。
重要研究者: 聯合生物技術公司、Alkahest、梅奧診所、Oisín Biotechnologies
成熟期:五年之內
5，人工智慧發現因子。重大意義: 由於一種新藥的商業化平均費用大約在25億美元，其原因是很難找到成為藥物的分子。
重要研究者: Insilico Medicine、Kebotix、Atomwise、多倫多大學、BenevolentAI
成熟期:3-5 年
6，超級星座衛星。重大意義:超級星座衛星系統可以讓高速網際網路覆蓋全球，但也能夠讓地球的衛星軌道變成一個充滿垃圾的雷區。
重要研究者: SpaceX、OneWeb、亞馬遜、Telesat
成熟期:目前
7、量子優越性。重大意義: 量子計算機將能夠解決傳統經典機器無法解決的問題。
重要研究者: 谷歌、IBM、微軟、Rigetti、D-Wave、IonQ、Zapata Computing，Quantum Circuits
成熟期:5-10 年以上
8、微型人工智慧。重大意義:由於受到最新人工智慧技術的驅動，當前的裝置不需要與雲端互動就可以實現非常多的智慧化操作。
重要研究者: 谷歌、IBM、蘋果、亞馬遜
成熟期: 目前
9、差分隱私。重大意義: 目前美國人口普查局的資料保密難度越來越大。而一種被稱為差分隱私的技術完全能夠解決這個難題，差分隱私技術能夠建立信任機制，並可以提供給其他國家使用。
重要研究者: 美國人口普查局、蘋果、Facebook
成熟期: 美國2020年人口普查中的應用，是迄今為止規模最大的應用。
10，氣候變化歸因。重大意義:氣候變化歸因能夠使人類更加清楚地認識到氣候是如何變化的、是如何讓天氣惡化的，尤其是可以提供人類需做哪些準備工作的資訊。
重要研究者: 世界氣候歸因組織、荷蘭皇家氣象研究所、紅十字會與紅新月氣候研究中心
成熟期:目前
三、2019年全球十大突破性技術”
1.靈巧機器人。重大意義：這種機器人正透過自我學習，學會應對目前的現實世界。未來一旦機器人學會了如何應對現實世界，它們或將真正解放人類的雙手。
主要研究者：OpenAI（人工智慧非營利組織）、卡內基梅隆大學、密歇根大學、加州大學伯克利分校
成熟期：3-5年
機器人現如今雖還無法做到和人一樣聰明，但機器人可以在虛擬空間裡反覆訓練，從而學會靈活處理眼前的物體。
美國舊金山的非盈利組織 OpenAI 之前推出了一套 AI 系統 Dactyl，並且已成功操控一個機器手十分靈活地翻轉一塊魔方。
它的這套神經網路軟體可以透過強化學習，讓機器人在模擬的環境中學會抓取並轉動魔方後，再讓機器手進行實際操作。當然，現階段讓機器人變得更加靈活仍然有很多困難，但未來能夠很好地利用這種學習方法，未來的機器人將有望學會組裝電子產品、且能夠將餐具放到洗碗機裡、甚至能夠將臥床的人從床上扶起。
2、核能新浪潮。重大意義：核聚變和核裂變反應堆已變成現實。在減少碳排放和限制氣候變化的路上，核能的巨大作用未來不可或缺。
主要研究者：陸地能源（Terrestrial Energy）、泰拉能源（TerraPower）、紐斯凱爾（NuScale）、通用核聚變（General Fusion）
成熟期：新型核裂變反應堆，當時認為2020年中期有望實現大規模的應用，但核聚變反應堆仍需至少十年的時間。
新型核反應堆發展勢頭強勁，核能的使用未來將會變得更加安全，成本也更低。
3.早產預測。重大意義：由於每年有 1500 萬嬰兒過早出生，成為5 歲以下兒童死亡的主要因素。
主要研究者：Akna Dx
成熟期：預期5 年內進入臨床測試。
簡單的驗血可以預測孕婦是否有過早分娩的風險。在過去幾年，研究人員開始透過從血液中檢測腫瘤細胞的 DNA，及透過血液檢測對孕婦進行唐氏綜合症等疾病的產前篩查。透過對母親血液中的自由漂浮的RNA 進行測序，能夠篩選出與早產有關的七種基因表達的波動，可以識別可能過早分娩的女性。
4. 腸道顯微膠囊。重大意義：這是一種小型的、可吞嚥的裝置，能夠做到不使用麻醉也可以捕捉到腸道的詳細影象，即使嬰兒及兒童也可適用。這一裝置讓腸道疾病的探測和研究變得更加容易。
主要研究者：麻省總醫院
成熟期：當前僅在成人體內使用，而嬰兒試驗正在進行。
環境性腸功能障礙（EED），是醫藥費最高昂的疾病之一，尤其以腸道發炎、腸道洩露和營養吸收不良為特徵，這一疾病在貧窮國家廣泛傳播，成為這些地區許多人營養不良、發育遲緩、未能達到正常身高的原因之一。
5. 定製癌症疫苗。重大意義： 疫苗能夠透過識別各腫瘤的特異性突變，激發人體的天然防禦能力，從而對癌細胞進行針對性破壞。傳統化學療法對健康細胞具有非常大影響，且對腫瘤的治療效果也並不理想。
主要研究者：BioNTech 、Genentech
成熟期：臨床試驗中
世界上的科學家當前正處於將首支個性定製疫苗商業化的關鍵時刻。如果效果不錯，該疫苗就能夠透過腫瘤獨特的突變，觸發人體免疫系統對其進行識別，從而有效地阻止多種癌症的發生。
值得一提的是，與傳統化學療法不同，疫苗是透過使用人體的天然防禦系統來選擇性地破壞腫瘤細胞的，因此，對健康細胞的損害十分有限。
6. 人造肉漢堡。重大意義：實驗室培育出來的人造肉和植物製成的素肉，能夠在不破壞環境的情況下接近真實肉類的味道及營養價值。重要的是，人造肉的出現，可以大為緩解畜牧業生產造成的毀滅性的森林砍伐、水汙染和溫室氣體排放。
主要研究者：美國人造肉企業Beyond Meat
成熟期：現在已有植物性素肉；2020年左右可研製成功實驗室人造肉。
據聯合國預測，全球人口數量將在 2050 年達到 98 億，但人口富裕水平也會提升。因此，對於氣候變化來說並非好事，因為人類一旦脫貧致富，往往會要吃掉更多的肉。
據預測，到 2050 年，人類吃掉的肉會比 2005 年多出70%。而飼養供人類食用的動物，對環境的具有非常大的傷害。比如西方工業化方法生產一磅肉類蛋白要比生產等量植物蛋白多用4到25倍的水，6到17倍的土地，6到20倍的化石燃料。因此，實驗室培養的人造肉和植物製成的素肉可能是抑制環境惡化的最好辦法。
實驗室人造肉，是從動物身上提取肌肉組織，然後放入生物反應器進行培育。儘管口感有待提高，但外形上已與人類食用的正常肉差不多了。
7. 捕獲二氧化碳。重大意義：從空氣中直接捕獲二氧化碳的方法，可以吸走超量排放的溫室氣體。因此，從大氣中去除CO2可能是阻止災難性的氣候變化最後的可行方法之一。
主要研究者Carbon Engineering、Climeworks、Global Thermostat
成熟期：5到10年
人類儘管能夠降低二氧化碳排放速度，但溫室氣體造成的變暖效應仍然會持續數千年。為了防範氣溫攀升到危險範圍，聯合國氣候變化委員會及時提出，本世紀，全世界必須從大氣中去除高達1萬億噸的二氧化碳。
直接空氣捕獲的方法，理論上可以將機器捕集二氧化碳的成本降低到每噸100美元以下。
8. 可穿戴心電儀。重大意義： 隨著技術進步，人類可輕鬆透過可穿戴裝置持續監測自己的心臟健康資料，並且可透過檢測心電圖的智慧手錶預警比如心房顫動等危及生命的心臟疾病。
主要研究者：蘋果、AliveCor、Withings
成熟期：目前
心電監測智慧手錶具有可穿戴裝置的便利性，能夠提供接近醫療裝置的精度。矽谷初創公司 AliveCor 推出了一款與蘋果手錶相容的腕帶，可檢測出心房顫動，這是導致血栓和中風的常見病因。
蘋果之前釋出的帶有心電圖 (ECG) 功能的 Apple Watch，並且該功能已經透過 FDA 認證。而健康裝置公司 Withings 也宣佈計劃釋出一款配有心電圖功能的手錶。事實上，可穿戴心電圖監測裝置仍然只有一個感測器，而未來的心電圖裝置將會有 12 個感測器。
9. 無下水道衛生間。重大意義：節能廁所能夠在沒有下水道系統的情況下使用，並可就地分解糞便。世界上有23億人由於缺乏安全的衛生設施，並導致死亡。
主要研究者：杜克大學、南佛羅里達大學、Biomass Controls、加州理工學院
成熟期：1-2年
世界上大約有 23 億人缺乏良好的衛生條件，比如缺乏衛生條件的廁所，導致人類將糞便傾倒在池塘和溪流中，無疑大量傳播細菌、病毒和寄生蟲，最終導致腹瀉和霍亂。據統計，全世界每9名兒童中就有 1 名死於腹瀉。
研究人員正在開發一種低成本的新型廁所，不僅可處理糞便，還可以對進行分解。早在2011 年，比爾·蓋茨就提出重新發明廁所挑戰，並設立了X大獎。
10. 流利對話的聊天的 AI 助手。重大意義：未來捕捉單詞之間語義關係的新技術正在讓機器人更好地理解人類語言。人工智慧助手現在已可以執行基於對話的任務，比如預訂餐廳或協調行李託運，而不僅僅是服從簡單命令。
主要研究者：谷歌、阿里巴巴、亞馬遜
成熟期：1-2 年後
未來可以對人工智慧助手下指令轉向與它們交談。它們將能夠處理日常瑣事，比如做會議記錄、幫助查詢資訊、網上購物。
2018年全球十大突破性技術”
1、給所有人的人工智慧（雲端 AI）：
突破性：是基於雲的人工智慧技術（Cloud-based AI）讓此項技術使用更加便宜、更加容易。重要性：AI當前的使用由少數幾家公司主導，但作為一種基於雲的服務，未來能夠被更多的人使用。可用性：目前
關鍵研究者：亞馬遜、谷歌、微軟
人工智慧主要成為如亞馬遜、百度、谷歌和微軟這樣的大型科技公司以及一些初創公司的重要“利器”。
人工智慧革命將會在經濟的不同領域更廣泛地展開，無疑，這些雲產品將是不可或缺的。當前AI主要應用於科技行業。未來醫療、製造以及能源等行業如果能夠更全面地推行人工智慧技術，無疑行業將產生十分巨大的變化。
2、對抗性神經網路：突破性：兩個AI系統可以透過相互對抗來創造逼真的影象和語音，而之前機器從未擁有過這種能力。重要性：為機器人帶來想象力，可以讓它們未來不再那麼依賴人類。可用性：目前。
主要研究者：Google Brain、DeepMind、Nvidia
2014年，蒙特利爾大學的一名博士生Ian Goodfellow在一家酒吧的學術辯論中，率先想到了解決方案。這種方法被稱為“對抗式生成網路”（GAN），它採用了兩種神經網路（人腦的簡化數學模型，這是現代機器學習的基礎），並在數字版貓捉老鼠遊戲中相互對抗。
這兩個神經網路都是在相同的資料集上進行訓練的，其中一個被稱為“發生器”（generator），負責根據所見過的圖片來創造新的圖片。另一個被稱為鑑別器（discriminator），負責識別它所看到的圖片是否像訓練時的圖片，還是發生器產生的虛假影象。
漸漸地，發生器可以創造出鑑別器不能識別出的圖片。這項技術已經成為AI在過去十年中最有希望的進展之一，它甚至能夠幫助機器“騙過”人類。
GAN目前已經被用於製作十分逼真的語音和假圖片。比如晶片製造商Nvidia的研究人員利用明星的照片訓練出一個GAN系統，而這個系統生成了數百張不存在、但看起來很非常真實的面孔。另一個研究小組則生成了十分逼真的梵高作品。透過進一步訓練之後，GAN可以用不同的方式重新創造圖片，比如在乾淨的道路上鋪上一層雪，或者把馬變成斑馬。隨著想象力功能的出現，AI有可能開始理解它在這個世界上所看到的東西。
3、人造胚胎：突破性：未使用卵細胞或精子細胞，研究人員僅從幹細胞就創造出了胚胎樣結構（embryo-like structure），為創造生命提供了一條全新的途徑。重要性：人造胚胎將使研究人員更加容易地研究人類生命的神秘起源，但這一技術也引發新的生物倫理爭論。可用性：目前。
關鍵研究者：劍橋大學、密歇根大學、洛克菲勒大學
英國劍橋大學的胚胎學家們僅利用幹細胞（無卵子，無精子，僅僅是從另一個胚胎中取出的細胞）就培育出了逼真的小鼠胚胎。
該研究的Magdelena Zernicka-Goetz說：“我們知道，幹細胞具有不可思議的能力，但我們真的沒有意識到，它們能夠如此完美地自我組織（self-organize）。”
Zernicka-Goetz表示，他們的下一步計劃是用人類幹細胞生成人造胚胎。密歇根大學和洛克菲勒大學的科學家們正在進行相關的研究。人造胚胎技術的突破也引發了倫理問題。
4、基因占卜：突破性：科學家可以使用基因來預測人們未來患心臟病、乳腺癌的風險，甚至可以預測IQ。重要性：基於DNA水平的預測技術可能是公共健康領域下一個重要突破，但也會增加基因歧視風險。可用性：目前。
主要研究者：Helix、23andMe、Myriad Genetics、UK Biobank、Broad Institute
未來科技發達後，嬰兒出生時將會得到一份DNA檢測報告。這些報告將提供他們患心臟病或癌症的機率，是否對菸草上癮、是否比一般人更聰明地提前預測。由於大型基因研究的開展深入，相信這一天很快來臨。
儘管新的DNA檢測提供的僅僅是機率，而非精確診斷，但仍然可以極大地推動醫學的發展。行為遺傳學家EricTurkheimer曾經表示，基因資料是把雙刃劍。“基因占卜”既讓人興奮，也令人擔心。
5、感測城市：其入選理由：Alphabet 旗下的 Sidewalk Labs 計劃建立一個高科技社群來重新思考到底應該如何建設和運營一座城市。技術突破：多倫多的一個街區有望成為全球首個成功將尖端城市設計與前沿科技融合在一起的地方。重大意義：智慧城市會讓都市地區變得更加可負擔、宜居、環保。
主要研究者：Alphabet 旗下Sidewalk Labs、多倫多Waterfront、阿里巴巴等。
Alphabet 旗下位於紐約市的 Sidewalk Labs 將和加拿大政府進行合作，讓這一高科技專案落地在多倫多 Waterfront 工業區。
在該規劃中，一切車輛都是自動駕駛的共享車輛，地下也將跑著負責送快遞這種低階體力勞動的機器人。Sidewalk Labs 表示，他們計劃讓正在設計的軟體與系統開源，可以允許其他公司在其上建立服務，類似為手機開發 APP 的做法。
北美已有多個城市正在爭取成為 Sidewalk Labs 的下一個目標。據管理 Quayside 開發的某公共部門 CEO WillFleissig 表示：“舊金山、丹佛、洛杉磯以及波士頓都來聯絡我們，就是為了獲得引薦。”
物聯網技術未來在專案中會得到十分廣泛的應用，大量的感測器將融入整個城市的建設當中，就好比給城市裝上全新的數字肢體和感官，萬物實現互聯、可感、可控，城市的執行將由一個無比強大的 AI 接管。
中國科學院生態環境研究中心副研究員說：到 2050 年，全球 70% 的人口將居住在城市。相比傳統基礎設施的發展和存在模式，基於感測器建設的未來城市基礎設施新正規化，將會以更加整合、更加智慧的方法來建設和管理基礎設施，而不是將城市的能源、交通和水務等基礎設施單元或環節單獨割裂管理。
6、巴別魚耳塞：入選理由：儘管硬體並不十分好用，但谷歌 Pixel Buds 卻展示了實時翻譯的前景。技術突破：近實時翻譯適用於多種語言，而且使用起來非常方便。重大意義：在全球化的今天，語言仍是人類交流的一大障礙
主要研究者：谷歌、科大訊飛、百度、騰訊、搜狗、清華大學、哈爾濱工業大學、蘇州大學等
成熟期：目前。
谷歌已經研究出了一個過渡性的解決方案：一副叫做 Pixel Buds 價值 159 美元的耳塞。這副耳塞可以在 Pixel 智慧手機上透過谷歌翻譯應用進行實時翻譯。需要一個人佩戴耳塞，另一個人手持手機。
佩戴耳塞的人用自己的語言講話——預設是英語——然後谷歌翻譯應用就會對所講的話進行翻譯，並在智慧手機上大聲播放。手持手機的人迴應後，回答被翻譯，然後在耳塞中播放。
在中國，有許多公司也積極投入發展，比如科大訊飛、百度、搜狗是這個領域的領先者。
7、完美的網路隱私：入選理由：原來是為了加密貨幣的交易過程開發的一種工具，因此，網路保護能夠讓你上網時避免透露任何非必要資訊。技術突破：正在完善一款加密工具，可以在不透露非必要資訊的前提下完成驗證。重大意義：假如你需要提供個人資訊用以在網上完成某件事，那麼，此方法可以讓你在免除隱私洩漏或身份被盜竊風險的同時輕鬆實現。
主要研究者：Zcash、摩根大通、荷蘭國際集團等
成熟期：目前
8、材料的量子飛躍：入選理由：研究者們最近開始使用量子計算機對簡單分子進行建模，而這僅僅成為開始。技術突破：IBM 採用 7 量子位元的量子計算機對小分子的電子結構成功地進行模擬計算。重大意義：藉助這個技術，科學家能夠了解分子的各個方面資訊並以此開發出更有效的藥物及更加高效生成、傳輸能源的新材料。
主要研究者：IBM、Google、哈佛大學 Alán Aspuru-Guzik 教授、中國科技大學、中國科學院、浙江大學、阿里巴巴等
成熟期：5 到 10 年
新型量子計算機功能十分強大。量子計算機擁有全球當前計算機無法比擬的計算力，但人類至今尚未搞清楚這種能力還能被用來做什麼。因此，一個前景無限的應用方向正在出現：精確分子設計。
值得一提的是，2017 年 5 月，中國科學院宣佈由中科大、中國科學院──阿里巴巴量子核算實驗室、浙江大學、中科院物理所等單位或公司聯合研製的光量子電腦正式誕生，而同年 10月11日，由中科院與阿里雲合作釋出的量子計算雲平臺，量子計算的商業化當時已經近在咫尺，其速度毫不遜色於歐美髮達國家。
9、實用型3D金屬印表機：入選理由：新型裝置第一次讓 3D 列印金屬零部件成為實用型技術。技術突破：3D 金屬印表機實現了低成本快速金屬物體列印。重大意義：按需要列印大型複雜金屬物體的能力將為製造業帶來重大變革。
主要研究者：Markforged、Desktop Metal、GE等
成熟期：目前
10、零碳排放天然氣發電：入選理由：這是一種針對天然氣發電廠的新工程學方法，可以將二氧化碳回收再利用。技術突破：發電廠能夠以廉價高效的方式捕捉天然氣燃燒釋放的碳元素，從而避免溫室氣體的排放。重大意義：天然氣發電為美國提供了近 32% 的電力，其碳排放量也達到電力部門總碳排放量的 30%。
主要研究者：8 RiversCapital、Exelon 電力公司、CB&I等
成熟期：3-5 年
便宜的天然氣發出的電佔美國總髮電量的 30%, 佔全球發電量的 22%。天然氣雖然比煤炭清潔得多，但仍會造成大量的碳排放。
在美國煉油工業區的中心休斯頓城外出現了一家技術前沿的發電廠，他們正在測試一項可以實現清潔天然氣能源的技術。這家公司擁有 50 兆瓦特的專案，就是 Net Power。該公司相信他們能捕獲天然氣發電過程中釋放所有的二氧化碳，同時又能夠以低廉的成本發電，與標準天然氣發電廠的成本相同。
假如此舉實現，意味著未來從可以以合理的價格從化石燃料中獲得零碳能源，徹底改善能源供給的局面。
2017年全球十大突破性技術”
1，強化學習。技術突破：強化學習是一種人工智慧方法，能夠使計算機在沒有明確指導的情況下像人一樣自主地去學習。重要意義：如果機器人不能夠自主透過環境經驗提高技能，那麼，自動駕駛汽車以及其他自動化領域的發展速度將受到非常大的限制。
主要研究者：DeepMind - 科大訊飛、 Mobileye - 阿里巴巴、 OpenAI -微軟亞洲研究院、Google - 中科院、 Uber - 百度
成熟期：1~2年
強化學習技術，也是AlphaGo能夠掌握複雜的圍棋技術，並最終擊敗世界最強職業選手的重要關鍵。目前，強化學習發展快速，並逐步將人工智慧滲透到除了遊戲之外的各個領域。不但能夠提升自動駕駛汽車的效能，而且還能讓機器人領會並掌握之前從未訓練過的技能。
強化學習技術，是從自然界中學習的一種基本法則。比如心理學家愛德華·桑代克在100多年前最著名的迷箱實驗中，桑代克將貓放在一個迷箱中，貓只能透過按壓一個控制桿才能逃脫。觀察顯示，經過相當長時間的來回徘徊，貓最終會偶然地踩到控制桿，然後實現逃脫。
1951年，馬文·明斯基（Marvin Minsky）創造了世界上第一臺具有學習能力的機器，他利用簡單形式的強化學習方法模擬了一隻老鼠如何學習走出迷宮。1992年，IBM的研究員傑拉爾德·特索羅（Gerald Tesauro）演示了一個使用人工智慧技術玩西洋雙陸棋的程式。很快，這個程式就能夠玩的十分熟練，並可以和最好的人類玩家去競賽，無疑這是人工智慧發展史上一個里程碑式的成就。
2、360度自拍：突破技術：消費級360°全景相機，可以更加真實的還原事件和場景。重要意義：能提供360°全景拍攝的廉價相機將開啟攝影的新天地，將改變人們分享故事的方法。
主要研究者：日本理光（Ricoh）、360fly、三星、JK Imaging （柯達Pixpro相機的製造廠商）、IC Real Tech（ALLie相機的製造廠商）、Humaneyes Technologies（全景相機Vuze的製造廠商）
成熟期：目前
360°全景拍攝，最早是由美國哈佛大學一位的生態學者柯恩·霍夫肯斯（Koen Hufkens）開始的，一個秋天他前往馬薩諸塞州的一片叢林中去探險，並且在網站上實時直播了探險的過程。
再比如柯達PixproSP360-4K的全景相機，被應用在了體育直播以及體育訓練上，之如籃球、足球、冰球，360°全景回放都可以被儲存下來。
3、基因療法2.0：技術突破：美國當時即將批准首個基因治療技術，更多基因療法正在開發與批准的程序中。重要意義：世界上很多疾病都是由單個基因突變導致的，因此，新型基因療法能夠徹底治癒這些疾病。
主要研究者： SparkTherapeutics、BioMarin - GenSight Biologics BlueBird Bio - UniQure
成熟期：目前
基因療法的前景可以說十分美好：它利用改造過的病毒將相關基因的健康副本遞送至攜帶有缺陷基因的患者體內。但早期基因療法失敗的原因，是源於其遞送機制。因為新的遺傳物質（改造基因）、及將其攜帶至細胞的載體病毒，被錯誤地遞送到基因組的其他位置，這會啟用某些患者體內的致癌基因，或引起患者免疫系統的過度反應，從而導致多器官功能衰竭以及腦死亡。
但目前，一些關鍵的難題已經解決，基因治療將迎來曙光，研究人員使用了更高效的病毒將新的功能基因轉運到細胞中。
4、細胞圖譜。技術突破：這是人體中各種細胞型別的完全目錄。
重要性：超精確的人類生理學模型將加速新藥研發與試驗。
主要研究者：布羅德研究所（Broad Institute）、桑格研究所（Sanger Institute）、陳—扎克伯格的Biohub（Chan Zuckerberg Biohub）
成熟期：5年
全球科學家正在建立一個超詳細的 “人類細胞圖譜”，透過細胞內部的內容來定義活細胞。
1665年，羅伯特·胡克（Robert Hooke）凝視著顯微鏡下的一塊軟木，他發現了無數像房間一樣的小格子，使得他成為第一個描述細胞的科學家。
為了執行解碼人體37.2萬億細胞的任務，由來自美國、英國、瑞典、以色列、荷蘭和日本的國際科學家組成的聯合會正在分配任務，包括檢測每個細胞的分子特徵，並給每種細胞一個在人體空間中特定的“郵政編碼”。人體總共有約300種細胞，但真正的數字無疑會更大。
細胞圖譜研究的執行者主要是全球頂尖研究所，包括英國桑格研究所、麻省理工學院和哈佛大學的布羅德研究所、以及由Facebook執行長馬克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）資助的位於加利福尼亞州的一個全新的“Biohub研究所”。扎克伯格和他的妻子Priscilla Chan曾經將細胞圖譜研究作為了30億美元醫療研究捐贈的首個目標。
5、自動駕駛貨車：技術突破：能夠在高速路上自動駕駛的長途貨車。重要意義：這項技術將幫助貨車司機更加高效地完成運輸任務，但這個崗位薪酬最終也可能會因此大幅下降，因為貨車司機未來最終將會逐漸消失。
主要公司：Otto、沃爾沃（Volvo）、戴姆勒（Daimler AG）、皮特比爾特（Peterbilt）、百度（Baidu）
成熟期：5年到10年
研究自動駕駛系統的Otto公司成立於2016年，總部位於舊金山南市。公司的創始人安東尼·萊萬多夫斯基，他曾為谷歌的自動駕駛汽車團隊效力，利奧爾·羅恩（Lior Ron）則曾是谷歌地圖的負責人。谷歌自動駕駛汽車已經在美國多個州行駛了超過兩百萬英里。
Otto最新一代的感測器和處理器陣列被安裝在沃爾沃車內，和駕駛室融為了一體。全套裝置包括四個面向前方的攝像機、雷達和一盒加速度感測器。
Otto的關鍵技術是一種鐳射雷達系統，該系統使用脈衝鐳射器記錄下貨車周圍環境的詳細資料。沃爾沃、戴勒姆和皮特比爾特（Peterbilt）都開始研發自己的自動駕駛貨車技術。
之前，一臺裝載了Otto自動駕駛系統的貨車將2000箱百威啤酒從科羅拉多州的科林斯堡送達科羅拉多州，全程共行駛了200千米。車上唯一的真人司機，始終都在駕駛室後面休息，一刻也沒有碰過方向盤。
有業內專家說，自動駕駛貨車的普及會帶來更大的社會就業問題，因為“自動化對工人帶來威脅”這個問題已經極大地影響了全球政治和經濟格局。尤其是自動駕駛貨車，對於藍領工人的生活影響很大。
據美國勞工統計局的資料，全美有170萬個貨車司機崗位。自動駕駛貨車的應用盡管不會代替所有的貨車司機，但這項技術必定改變這個崗位的工作性質。
據統計，中國曾有720萬臺貨車和1600萬個長途司機負責城際公路上的物資運輸——這個產業的價值一度高達3000億美元，而司機的工資成本大約佔運輸總成本的40%。假如使用自動駕駛貨車，一些原本需要兩到三位司機合作完成的長途運輸任務可以由一位司機完成。
6、刷臉支付。技術突破：人臉識別技術現如今已十分精確，尤其在網路交易等相關領域已被廣泛使用。重大意義：該技術提供了一種安全並且十分方便的支付方式，但或許存在隱私洩露問題。
主要公司：曠視Face++、百度、科大訊飛、阿里巴巴
成熟期：目前
計算機技術突飛猛進，人臉識別技術的發展同樣也是日新月異。特別是在中國，人臉識別技術得到了快速進步，並已在交通監管、銀行交易、日常生活交易以及公共交通等各個方面改變人們的生活。
中國是全球首批上線人臉識別技術的國家，中國擁有一個十分龐大的身份證資料庫，人臉識別不但具有先進性、且更加有效。
人臉識別技術的精度已經達到金融交易的級別。人臉識別還與深度學習進行緊密的結合。深度學習讓人工智慧技術能識別技術更加高效。
百度曾經開發一種人臉識別取火車票的系統，試點選在了烏鎮。因為這座旅遊城市擁有足夠的人流量將為系統實驗提供充足的資料。據悉，這將需要將數百萬張人臉輸入資料庫中才能達到99%的正確識別率。對於人臉識別的發展前景，清華大學教授說：“其實不只是刷臉支付，人臉識別還能應用於很多地方。”
7、太陽能光伏電池。技術突破：這是一種可以讓太陽能電池效率翻倍的技術。重要意義：這項新設計可能做到，在日落後仍然可以工作的廉價太陽能發電技術。
主要研究者：David Bierman、Marin Soljacic、Evelyn Wang（麻省理工學院）、 Vladimir Shalaev（普渡大學）
成熟期：10到15年
麻省理工學院的一個科學家團隊已經制造了一種全新型別的太陽能裝置，利用工程創新和最新的材料科學進步來捕獲更多的太陽能。該技術的秘訣在於先將太陽光變成熱能，然後再將其重新變成光，而且聚集在太陽能電池可以使用的光譜範圍內。
標準矽太陽能電池主要捕獲從紫色到紅色的可見光。再加上其他條件的限制，它們永遠不能把太陽能中超過32％的能量轉化為電能。麻省理工學院的這個裝置執行效率只有6.8％，未來透過各種辦法提高效率後，其效率可以大約達到傳統光伏的兩倍。
事實上，假如研究人員能夠整合儲熱裝置，並提高效率水平，人類朝一日將可以實現清潔、廉價和連續的太陽能電力供應。
8、實用型量子計算機：技術突破：能夠製造出穩定的量子位元。位元是傳統計算機中的資訊單位，而量子位元是量子計算機的資訊單位。重要意義：在執行人工智慧程式以及處理複雜的模擬和規劃問題時，量子計算機的速度可能是傳統計算機的指數倍，而量子計算機甚至能製造出無法破解的密碼。
主要公司：荷蘭量子技術研究所QuTech、英特爾、谷歌、微軟、IBM
成熟期：4~5年
量子計算機每年都是“十大突破性技術”的奪標大熱門。特別是在應用層面，量子計算機十分適合對海量的資料進行分解，這讓它很容易破解大多數現有的密碼技術，並且可能設計出無法被破解的密碼。此外，量子計算機還十分適合用於解決複雜的最最佳化問題，並執行機器學習演算法。
迄今為止，科學家們已經研製出了能完全程式設計的5個量子位元的計算機，以及包括10到20個量子位元的測試系統。來自谷歌的研究團隊表示，他們正在衝擊建造49個量子位元的系統，希望在一年內製造出來。
研製出近50個量子位元的量子計算機這一目標並非科學家們能夠隨心所欲的，因為約50個量子位元是一個十分關鍵的門檻。研究者預計，在 50個量子位元級別，量子計算機就能達到“量子霸權”。
所謂“量子霸權”是加州理工學院物理學家John Preskill發明的名詞，通俗的解讀就是：超級計算機系統目前能完成5到20個量子位元的量子計算機所做的事情，但達到約50個量子位元之後，量子計算機的能力將一騎絕塵，超級計算機只能望“量子”興嘆。
最終，科學家們能夠研製出擁有10萬個量子位元的系統。這些系統會製造出精確的分子模型，從而徹底顛覆材料、化學和製藥產業，讓科學家們研製出各種新材料和新藥。
更加大膽的預測是，人類在十年之內，科學家們或研製出擁有100萬個量子位元的量子計算系統。
9、治癒癱瘓。技術突破：無線腦-體電子元件可繞過神經系統的損傷來實現運動。重要意義：世界上有數百萬人被癱瘓所折磨，可以說無時不刻都渴望擺脫疾病。
主要研究機構：瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）、韋斯生物和神經工程中心（Wyss Institute at Harvard）、匹茲堡大學（University of Pittsburgh）、凱斯西儲大學（Case Western Reserve University）
成熟期：10至15年
藉助腦植入物，少量患者已能夠透過思想來控制計算機游標或者是機器臂。世界上的研究人員正在嘗試意義重大的下一步：治癒癱瘓。
科學家利用無線電將大腦讀取技術直接連線到身體上的電刺激器，創造出法國神經科學家Grégoire Courtine所稱的“神經旁路”，從而讓人們的想法能夠再次控制他們的四肢。
由Robert Kirsch和Bolu Ajiboye領導的凱斯西儲大學團隊對一個四肢癱瘓者進行了一次實驗，他們在癱瘓者的手臂和手掌肌肉安裝了超過16個的精細電極，並且在大腦中放置了兩個比郵票還小的矽制記錄裝置，上面有超過一百個頭髮大小的金屬探針，來探測神經元發出的命令。
在操作過程中，志願者在彈簧扶手的幫助下緩慢地抬起了他的手臂，並可以實現手掌的張和握，甚至可以把有吸管的杯子遞到嘴邊。
10，殭屍物聯網。可以控制攝像頭、監視器以及其他消費電子產品的軟體。突破技術：可以感染並控制攝像頭、監視器及其他消費電子產品的惡意軟體，能夠造成大規模的網路癱瘓。重要意義：基於這種惡意軟體的殭屍網路對網際網路的破壞能力將會越來越大，也會越來越難以阻止。
關鍵人物：Mirai殭屍網路軟體的創造者
成熟期：目前
殭屍網路並非一個新技術。因為早在2000年，就有駭客透過集合殭屍網路中所有電腦的力量，隨意釋放威力強大的分散式拒絕服務攻擊。被攻擊的目標網站或伺服器會因為大量的資料流量而超載下線。
2016年10月，一個殭屍網路成功攻陷了一家網際網路基礎服務提供商Dyn，該公司的域名伺服器（DNS）被迫斷網，大量網站如Twitter、Netflix等暫時癱瘓。
攻擊Dyn的殭屍網路當時是由一款名為Mirai的公開惡意軟體創造的。由於該軟體可以被任何人輕易獲得，並且對感染控制電子產品的過程進行了大量的自動化設定，導致其潛在危害十分嚴重。