8.我国研发成功-271℃超流氦大型低温制冷装备
4月15日 ， 由中国科学院理化技术研究所承担的国家重大科研装备研制项目“液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制”通过验收及成果鉴定 ， 标志着我国具备了研制液氦温度（零下269摄氏度）千瓦级和超流氦温度（零下271摄氏度）百瓦级大型低温制冷装备的能力 ， 可满足大科学工程、航天工程、氦资源开发等国家战略高技术发展的迫切需要 。 项目的成功实施 ， 还带动了我国高端氦螺杆压缩机、低温换热器和低温阀门等行业的快速发展 ， 提高了一批高科技制造企业的核心竞争力 ， 使相关技术实现了从无到有、从低端到高端的提升 ， 在我国初步形成了功能齐全、分工明确的低温产业群 。
9.植物到动物的功能基因转移首获证实
中国农业科学院蔬菜花卉研究所张友军团队经过20年追踪研究 ， 发现被联合国粮农组织（FAO）认定的迄今唯一“超级害虫”烟粉虱 ， 具有一种类似“以子之矛、攻子之盾”的本领：其从寄主植物那里获得了防御性基因 。 这是现代生物学诞生100多年来 ， 首次研究证实植物和动物之间存在功能性基因水平转移现象 。 相关科研成果3月25日在线发表于《细胞》 ， 并作为《细胞》封面文章于4月1日出版 。 这是我国农业害虫研究领域在《细胞》杂志的首篇论文 ， 揭示了昆虫如何利用水平转移基因来克服宿主的防御 ， 为探索昆虫适应性进化规律开辟了新的视角 ， 也为新一代靶标基因导向的烟粉虱田间精准绿色防控技术研发提供全新思路 。
10.稀土离子实现多模式量子中继及1小时光存储
量子不可克隆定律赋予了量子通信基于物理学原理的安全性 。 而这一定律也决定了光子传输损耗不能使用传统的放大器来克服 ， 使得远程量子通信成为当今量子信息科学的核心难题之一 。 量子中继和可移动量子存储是实现远程量子通信的两种可行方案 ， 其共性需求是高性能的量子存储器 。 在量子中继方面 ， 国际已有实验研究都聚焦于发射型存储器的架构 ， 无法同时满足确定性发光和多模式复用这两个关键技术需求 。 可移动量子存储方面 ， 国际上光存储的时间最长仅1分钟 ， 无法满足可移动量子存储小时量级存储时间的需求 。 中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、周宗权研究组基于稀土离子掺杂晶体研制出高性能的固态量子存储器 ， 并在上述两条技术路线上取得了重要进展 ， 实现了一种基于吸收型存储器的多模式量子中继 ， 并成功将光存储时间提升至1小时 。 相关成果于4月22日和6月2日分别发表于《自然—通讯》和《自然》 。
2021年世界十大科技进展新闻
1.全球首个“自我复制”的活体机器人诞生
美国佛蒙特大学、塔夫茨大学和哈佛大学威斯生物启发工程研究所的科学家发现了一种全新的生物繁殖方式 ， 并利用其创造了有史以来第一个可进行自我复制多代的活体机器人——Xenobots 3.0 。 它仅有毫米大小 ， 既不是传统的机器人 ， 也不是已知的动物物种 ， 而是一种从未在地球上出现过的、活的、可编程的全新有机体 。 据悉 ， 该活体机器人或许可以有助于医学的全新突破——除了有望用于精准的药物递送之外 ， 它的自我复制能力也使得再生医学有了新的帮手 ， 或可为出生缺陷、对抗创伤、癌症与衰老提供开创性的解决思路 。 11月29日 ， 相关研究成果发表于美国《国家科学院院刊》 。
2.核聚变向“点火”迈进一大步
我们在地球上之所以能看到阳光、感受到温暖 ， 都是源自于发生在太阳核心的核聚变 。 核聚变指的是当原子合并在一起时 ， 释放出巨大能量的过程 ， 这个过程可以在碳排放几乎为零的情况下 ， 源源不断地提供绿色能源 。 但是 ， 想在实验室里实现核聚变并非易事 ， 一个重大的挑战就是“点火”（即聚变反应所产生的能量等于或超过输入能量的时刻） 。 8月8日 ， 美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的国家点火装置（NIF）进行了一项新的实验 。 NIF的科学家团队重现了存在于太阳核心的极端温度和压力 ， NIF的强大的激光脉冲引发了燃料丸的核聚变爆炸 ， 产生了1.35兆焦耳（MJ）能量——大约相当于一辆时速160公里的汽车的动能 。 这一能量达到触发该过程的激光脉冲能量的70% ， 意味着接近核聚变“点火” ， 即反应产生的能量足以使反应持续下去 ， 在无限聚变能源的道路上迈出了一大步 。