当温度达到约1000℃时，相邻的辐射层再将这些能量以光的形式辐射出来，而这时，这些辐射出来的光的光谱已经基本窄到光伏电池可以吸收的范围。

　　用于捕获太阳光，并将其转化为热能的黑色碳纳米管层。

　　麻省理工学院团队的这项技术当然也有其弊端，比如部分部件相对而言仍然非常高昂，以及目前仅能在真空环境下工作等。但其经济性应该会随着效率的提高而提高。

　　此外，研究人员还在探索如何去利用太阳能热光伏电池的另一个优势。因为热比电更容易储存，所以应当可以将由装置产生的过量的热量储存起来，这样即使在太阳不发光时也可以用于产生电力。

　　如果研究人员可以整合储热设备，并提高效率水平，该系统有朝一日将可以实现清洁、廉价和连续的太阳能电力供应。

　　实用型量子计算机

　　Practical Quantum Computers

　　技术突破：制造出稳定的量子比特。比特是传统计算机中的信息单位，而量子比特是量子计算机的信息单位。

　　重要意义：在运行人工智能程序以及处理复杂的模拟和规划问题时，量子计算机的速度可能是传统计算机的指数倍，而量子计算机甚至能制造出无法破解的密码。

　　主要公司：

　　- 荷兰量子技术研究所QuTech

　　- 英特尔 - 谷歌

　　- 微软 - IBM

　　成熟期：4~5年

　　科学家们正在将以前的理论设计变成现实。量子计算机虽然每年都是“十大突破性技术”的夺标大热门，但每年我们都得出同样的结论：仍然无法实用。

　　的确，量子比特和量子计算机多年来很大程度上都是在纸上谈兵，存在于论文中，或者在确定其可行的脆弱的实验中。

　　尽管加拿大公司D-Wave系统几年前就开始出售其所谓的量子计算机，他们的量子计算机使用一种名为“量子退火（quantumannealing）”的专有技术。但怀疑人士指出，这一方法只适合应用于非常有限的计算，而且与传统计算机相比，可能并没有速度上的优势。

　　但今年，科学家们正在将以前的理论设计变成现实。

　　而且，今年的新气象还包括：来自谷歌、IBM、英特尔、微软等公司的资金正源源不断地流入，为建造一台能工作的量子计算机所需要的各种技术，包括微电子学、复杂电路以及控制软件等的研发，提供了强大的资金支持！

　　在应用层面，量子计算机尤其适合对海量的数据进行分解，这让它很容易破解大多数现有的密码技术，并且可能设计出无法被破解的密码。此外，量子计算机还适合用于解决复杂的最优化问题，并执行机器学习算法。

　　而且，可能还有很多应用我们目前没有想到。不过，很快我们就会知道能利用量子计算机做什么了。

　　迄今为止，科学家们已经研制出了能完全编程的5个量子比特的计算机，以及包括10到20个量子比特的测试系统。来自谷歌的研究团队表示，他们正在冲击建造49个量子比特的系统，希望在一年内制造出来。

　　研制出近50个量子比特的量子计算机这一目标并非科学家们随心所欲制定的，因为约50个量子比特是一个极为关键的门槛。研究者预计，在 50个 量子比特级别，量子计算机就能达到“量子霸权”（quantum supremacy）。

　　所谓“量子霸权”是加州理工学院物理学家John Preskill发明的名词，通俗的解读就是：超级计算机系统目前能完成5到20个量子比特的量子计算机所做的事情，但达到约50个量子比特之后，量子计算机的能力将一骑绝尘，超级计算机只能望“量子”兴叹。

　　而且，从现在起2-5年内，这样的系统很有可能开始出售。最终，科学家们有望研制出拥有10万个量子比特的系统。这些系统会制造出精确的分子模型，从而颠覆材料、化学和制药产业，让科学家们研制出各种新材料和新药。

　　更大胆的预测是，十年之内，科学家们或许就会研制出拥有100万个量子比特的量子计算系统！

　　治愈瘫痪

　　Reversing Paralysis

　　技术突破：无线脑-体电子元件可绕过神经系统的损伤来实现运动。

　　重要意义：全球有数百万人被瘫痪所折磨，无时不刻都渴望着摆脱疾病的困扰。

　　主要研究机构：

　　- 巴黎综合理工大学洛桑理工学院（EPFL）

　　- 韦斯生物和神经工程中心（Wyss Institute at Harvard）

　　- 匹兹堡大学（University of Pittsburgh）

　　- 凯斯西储大学（Case Western Reserve University）

　　成熟期：10至15年

　　Grégoire Courtine持有脑脊柱接口的两个主要部分

　　在利用脑植入来恢复脊髓损伤引起的运动自由受损上，科学家们已经取得了显着的进步。