古代中国曾是世界上科技水平最高的国家，我们的先辈发明了造纸术、印刷术、火药和指南针，为人类文明的发展和进步做出了巨大贡献。正是因为火药的传入，西方国家才叩开了世界市场的大门。
后来，由于明清时期实行闭关锁国的政策，阻碍了中外文化交流，才使得中国与世界脱轨，慢慢地在科技领域落后于西方国家。在旧中国，我们连一颗螺丝钉都造不出来，需要从国外进口。
而现在，经过几十年的埋头苦干、奋力追赶，我们不仅在许多科技领域补足了短板，还在一些关键科技领域实现了弯道超车，取得了世界领先的地位。
量子科技
122年前，当马克斯·普朗克提出“量子”概念时，恐怕再大胆的人也无法想象，量子科技将会给世界带来多大的改变——核能、激光、计算机和手机等都与此相关。我们甚至可以说，二十一世纪注定是量子时代。
什么是量子呢？一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。
量子纠缠
量子科技发展到现在，“第二次量子革命”已经拉开帷幕。令人难以置信的是，在量子科技三大领域：量子计算、量子通信和量子精密测量，我国当前全部位列第一梯队。
（一）量子计算领域
2021年10月，由中国科学技术大学团队研制的“九章二号”量子计算原型机完成一项实验，根据现已正式发表的最优经典算法理论，“九章二号”处理高斯玻色取样的速度比最快的超级计算机快10的24次方倍（亿亿亿倍）。“九章二号”1毫秒可算出的问题，全球“最快超级计算机”需要算30万亿年。
九章二号
2021年10月26日，中国超导量子计算研究团队研制的“祖冲之二号”超导量子计算原型机，实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解，比目前最快的超级计算机快1000万倍，计算复杂度比谷歌的超导量子计算原型机“悬铃木”高出100万倍，使得中国首次在超导体系达到了“量子计算优越性”里程碑。
“九章二号”和“祖冲之二号”的研制成功，意味着我国成为全球唯一在光量子和超导两条技术路线上实现“量子优越性”的国家。
（二）量子通信领域
2016年8月，由中科院研发的世界首颗量子科学实验卫星在我国酒泉卫星发射中心成功升空。以“墨子号”为平台，中国实现了“千里纠缠、星地传密、隐形传态”三个国际量子科研重大突破。
随着“墨子号”量子卫星发射，中国实现了在量子通信研究领域的世界领先地位。2021年，中国建成全球首个星地量子通信网，创造500公里的现场光纤量子通信世界纪录，进一步巩固了我国在量子通信领域的优势。
（三）量子精密测量领域
近年来，我国实现了海森堡极限精度的单光子克尔效应测量、200公里单光子三维成像、在室温水溶液环境中探测到单个DNA分子的磁共振谱等重大成果，并在金刚石NV色心技术路线上研发出量子钻石单自旋谱仪、量子钻石原子力显微镜等“人无我有”的创新产品。
第四代核电技术
核电作为当前唯一可大规模替代化石燃料的清洁能源，越来越受到世界各国的重视。一座核电站的稳定运行，就能够为上百万个家庭持续提供长达几十年的用电需求。所以，世界各国都非常重视核能发电站的建设。
奇怪的是，当前很多国家的民众对核能发电存在严重的抵触心理，原因就在于核电的安全问题，毕竟2011年日本福岛核事故的惨痛教训仍历历在目。
幸运的是，中国科学家目前已经攻克这个世界难题。
通常而言，人们一般把上世纪五六十年代建造的验证性核电站称为第一代，上世纪七八十年代建造的标准化、系列化、批量化的核电站称为第二代，上世纪90年代开发的先进轻水堆核电站称为第三代。
近年来，中国成功建造了世界上第一座第四代核电站——位于我国山东荣成的石岛湾核电站示范工程。这座核电站使用了军用级技术，由中国研发团队研制的第四代高温气冷堆，被称为是“不会熔毁的堆芯”。
所谓高温气冷堆，是指堆芯在产生热能之后，不使用水进行降温，而是采用惰性气体冷却，而且堆芯从一个大的单元被拆分成多个小的单元。因此，每一个小的单元堆芯功率进一步降低，这样有利于快速为堆芯降温，使得安全系数进一步提高。同时，高温气冷堆不是更换核燃料棒，而是使用核燃料球。
核燃料球类似于煤球，可以在堆芯不停止工作的情况下添加核燃料，让堆芯持续工作。这项反应堆技术已经被列为国家16大重大科技专项之一，与北斗导航、探月工程有着相同的科技意义和价值，被我国列为禁止出口的技术，无论国外花多少钱也买不走。
不仅如此，高温气冷堆产生的热量，能够满足乙醇提纯、石油化工和制氢等领域绝大部分的热源需求。
石岛湾核电站示范工程将在2022年下半年进入满负荷运营状态，届时将可以为200万家庭至少提供50年的电力需求。
超级钢技术
超级钢是通过各种工艺方法将普通的碳素结构钢的铁素体晶粒细化，进而使其强度有大幅度提升的钢材。超级钢的晶粒直径仅有1微米，为一般钢铁的1/10～1/20，因此组织细密，强度高，韧性也大，即使不添加镍、铜等元素也能够保持很高的强度。
目前，中国是世界上唯一实现超级钢工业化生产的国家，而其它国家的超级钢还尚未走出实验室。中国超级钢研制成功并规模化工业生产，主要是由北京科技大学罗海文教授团队研发完成。罗海文教授运用他在第三代汽车用锰钢时积累的经验，成功突破了超级钢研制难题。
中国研发出的新型特种钢，拥有2200Mpa的和16%的均匀延伸率，获得了极佳的强度和延展性。
为了验证中国生产的超级钢之真实性，美国麻省理学院科学家还专门对中国生产的超级钢作了材料先进性表征技术验证，验证结果令他们心服口服。
中国生产的超级钢具有两大优点：一是成本低。中国超级钢的成分简单，只包含锰、碳、铝、钒等常见合金元素，没有通过大量使用昂贵的合金元素来提高强韧性。
二是容易规模化生产。中国超级钢是通过工业界广泛使用的加工工艺来制备，不是采用那些难以规模化工业生产的特殊加工工艺来制备。因此，这种超级钢具备在钢铁企业进行百吨级规模工业化生产的潜力。
特高压电网技术
输电电压通常分为高压、超高压和特高压。高压通常指35—220千伏的电压，超高压指330—1000千伏以下的电压，而特高压则是指1000千伏及以上的电压。
在我国，特高压是指±800千伏及以上的直流电和1000千伏及以上交流电的电压等级。特高压直流输电以其更适合长距离点对点输电成为各国竞相发展的前沿技术。一回路特高压直流电网可以送600万千瓦电量，相当于现有500千伏直流电网的5到6倍，而且送电距离也是后者的2到3倍，因此效率大大提高。
输送同样功率的电量，如果采用特高压线路输电可以比采用500千伏高压线路节省60%的土地资源。
中国的特高压输电网，建设不到十年就具备了世界最高水平，创造了一批世界纪录。中国在特高压电网技术方面的成就，被国际大电网组织称之为“世界电力工业发展史上的重要里程碑”。
当前，中国是全球唯一掌握特高压技术的国家，中国特高压技术标准也是全球唯一的技术标准。中国在全球率先建立了完整的特高压交直流、智能电网技术标准体系，主导制定国际标准39项，标准建设成效显著。中国主导制定的特高压、新能源接入等国际标准成为全球相关工程建设的重要规范。
核废料再利用技术
众所周知，核电站的发电原理是通过核裂变反应产生能量，再将其转化为电能。但是，反应堆在核裂变之后会产生一些燃烧残留物，这就是核废料。
核废料中含有大量的放射性元素，对于人体危害极大，而且稍有不慎就会发生核泄漏事故。1986年，切尔诺贝利核电站发生严重的核泄漏事故，造成了大量的人员伤亡和难以估量的财产损失。长久以来，关于核废料的处理问题也一直困扰着世界各国的科学家们。
中国科学家研制的“启明星2号”铅基核反应堆零功率装置，使核废料的处理迎来了一个根本性的解决方式。“启明星2号”不仅能够将核燃料的使用效率提高到95%，还能对核燃料消耗完后产生的废弃物再次回收利用。具体来讲，它通过加速器和反应堆的结合，将那些无法利用的元素变成可以利用的核燃料，例如裂变铀238和钍元素，让这些本已失去价值的核废料变废为宝。
“启明星2号”中的铅冷物质不仅能够让核废料失去放射性，还能将其释放出的能量又转化为电量。
这一装置的横空出世，立即在国际上引起轩然大波，成为了世界各国争相关注的焦点。
激光晶体技术
激光的理论基础起源于爱因斯坦。1917年，爱因斯坦提出了一套全新的技术理论“光与物质相互作用”。1960年，美国物理学家西奥多·哈罗德·梅曼利用高强闪光管照射红宝石，产生了一束高温红光，这是人类有史以来获得的第一束激光。激光技术被认为是人类在智能化社会生存和发展的必不可少的工具之一。
如果把激光比喻成一把利剑，那么激光晶体技术就是铸剑者。所有的激光设备都需要激光晶体，其运行原理是：激光设备发出一道高强度的光，这道光通过激光晶体受激辐射，就会发出特定频率的光，最后通过设备的小口将这道特定频率和波长的光射出，这道光就是激光。
与其他现代科技不同的是，我国的激光技术在初始研究时便达到了国际先进水平。1986年，我国科学家陈天创研制出BBO晶体，进一步拉开了中美在激光技术领域的差距。1991年，我国科学家研制出KBBF非线性光学晶体，让中美光学领域差距越拉越大。
KBBF中文全称是氟代硼铍酸钾晶体，它是一种非线性光学晶体材料，能够将激光转化为史无前例的176纳米波长（深紫外）激光，从而可以制造出深紫外固体激光器。
直到2016年，美国才高调宣布“打破中国激光技术封锁”，研制出KBBF非线性光学晶体。但此时，我国激光技术已领先美国整整一代。
KBBF虽好，但是它有铍(Be)元素，这种元素是一种剧毒元素。所以，科学家们仍然需要找到一种性能不弱于 KBBF、又不含剧毒元素的晶体。2015年，中国科学家研制的LSBO晶体横空出世，领先美国整整一代。
LSBO晶体不含剧毒元素，还具有比KBBF晶体更强的光学特性，有望成为下一代激光晶体的主流产品。
写在最后
其实，目前中国领先世界的硬核科技远不止上面这六项。我们在5G技术、人工智能、高铁技术、无人机技术、光纤技术、电磁弹射技术、煤炭转化技术、光伏技术、移动支付技术、风洞技术、工业无水氟化氢提取技术和可燃冰开采技术等众多领域都居于世界领先地位。可以说，中国正在从一个“制造大国”向“科技强国”坚实迈进。
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