探索宇宙空間、操縱量子世界、逆轉生命時鐘……2013年，中國科技工作者走過了令世界矚目的一年。多項“諾獎級”的成就，見證了以艱苦攻關著稱的中國科學家努力終獲回報。同時，基礎科學的進步總是“十年磨一劍”，任何成績的背后都凝結著長期的資金投入，都是中國力量的最好展現。
1.嫦娥三號登陸月球、神舟十號飛船和天宮一號交會對接
12月15日，“嫦娥三號”攜帶的“玉兔”月球車在月球開始工作，標志著中國首次地外天體軟著陸成功。這也是人類時隔37年再次在月球表面展開探測工作。
作為一項龐大的系統工程，探月任務成為中國科技工業綜合實力的一次完美展現。準時發射，精確入軌，穩定落月，創新探索，嫦娥三號的每一步都代表著中國航天新的進步。探月工程副總指揮許達哲說：“美國和前蘇聯達到這樣一個目標，都經過了20次以上的任務，我們是用三次就實現這樣一個目標。”
2013年夏天，執行我國第五次載人航天任務的“神舟十號”飛船實現了我國首次載人航天應用性飛行，實施了我國首次航天器繞飛交會試驗，這標志著神舟飛船與“天宮一號”的對接技術已經成熟，我國將就此進入空間站建設階段。
2、實現量子反常霍爾效應
清華大學薛其坤院士領銜的團隊2013年成功觀測到“量子反常霍爾效應”，被楊振寧稱為諾獎級的科研成果。“量子反常霍爾效應”的實現既是理論物理領域的突破，又具有極高的商用價值。量子霍爾效應是整個凝聚態物理領域最重要、最基本的量子效應之一。我們使用計算機的時候，會遇到計算機發熱、能量損耗、速度變慢等問題。這是因為常態下芯片中的電子運動沒有特定的軌道、相互碰撞從而發生能量損耗。而量子霍爾效應則可以對電子的運動制定一個規則，讓它們在各自的跑道上“一往無前
”地前進，“這就好比一輛高級跑車，常態下是在擁擠的農貿市場上前進，而在量子霍爾效應下，則可以在‘各行其道、互不干擾’的高速路上前進。”
量子霍爾效應的產生需要非常強的磁場，而量子反常霍爾效應的美妙之處是不需要任何外加磁場，在零磁場中就可以實現量子霍爾態，更容易應用到人們日常所需的電子器件中。現代芯片處理器消耗約100瓦的功率，其中有約80%浪費在晶體管材料的能耗。量子反常霍爾效應可以解決電子設備的問題發熱，讓元器件集成密度大大提高，“上千億次的計算機能夠集成濃縮成一部Pad掌上電腦，或者迷你Pad，走進尋常百姓家，這完全有可能。”
量子反常霍爾效應的示意圖：拓撲非平庸的能帶結構產生具有手征性的邊緣態，從而導致量子反常霍爾效應
3、使用小分子化學物質誘導多能干細胞，逆轉生命時鐘
北京大學鄧宏魁教授領導的團隊2013年成功使用4種小分子化學物質，將小鼠的皮膚細胞誘導成全能干細胞并克隆出后代。與克隆羊“多莉”的技術相比，誘導多能干細胞技術是更簡便和徹底的克隆方式。
傳統觀點認為，哺乳動物細胞只有在胚胎的早期發育階段具有分化為各種類型組織和器官的“多潛能性”，而隨著生長發育分化成為成體細胞之后會逐漸喪失這一特性。人類一直在尋找方法讓已分化的成體細胞逆轉（脫分化），使之重新獲得類似胚胎發育早期的“多潛能性”，并將其重新定向分化成為有功能的細胞或器官，應用于治療多種重大疾病。通過借助卵母細胞進行細胞核移植（傳統克隆）或者使用特定物質誘導（iPS）的方法，體細胞被證明可以被進行“重編程”獲得“多潛能性”。日本人山中伸彌曾以病毒誘導法獲得iPS細胞，獲得2012年諾獎。而鄧宏魁團隊使用小分子化學物質替代病毒，大大提高了技術安全性，具有革命性意義。
4、艾滋病感染粘膜疫苗研究取得重大進展
清華大學張林琦、香港大學陳志偉和中科院廣州生物醫藥與健康研究院陳凌的研究團隊三方合作，于2013年完成了艾滋病感染黏膜疫苗在恒河猴體內的臨床前試驗研究，看清了預防艾滋病的“攀登珠峰之路”。
該團隊發現這種黏膜疫苗可以大大提高針對艾滋病病毒的T和B淋巴細胞的免疫能力，從而可以有效地抑制病毒在體內的復制與傳播。
艾滋病被發現的30多年以來，已導致2500萬人死亡，至今全球仍有3300萬感染者人體內的各類粘膜是艾滋病毒感染的主要途徑，該疫苗如能最終進入臨床試驗并證實有效，將對阻斷和減緩艾滋病毒通過粘膜途徑感染（性接觸）在普通人群中的流行具有重大科學意義和社會意義。
張林琦形容說，過去的艾滋病載體疫苗、DNA疫苗和重組蛋白疫苗等都只能打中艾滋病毒的“手腳”，粘膜疫苗則有望最終打中“心臟”。
5、中科大測出量子糾纏速度下限（光速的10000倍）
相距遙遠的兩個量子會呈現關聯性，影響其中一個粒子時，另一個也會發生反應，這就是被愛因斯坦稱為“鬼魅般超距作用”的量子糾纏。我們知道，愛因斯坦的相對論認為光速是物質傳播的最大速度，而中科大70后青年物理學家潘建偉院士的團隊測出，量子糾纏的速度下限比光速高四個數量級（可理解為30億公里每秒）。
這一成果標志著我國在自由空間量子物理實驗領域繼續保持著國際領先地位，另一方面也為未來基于量子科學實驗衛星進行大尺度量子理論基礎檢驗、探索如何融合量子理論與愛因斯坦廣義相對論奠定了必要的技術基礎。
中國科學技術大學潘建偉院士是國際量子信息實驗研究領域的杰出科學家。他12年前回國組建實驗室，為中國在該領域迅速走到世界前列作出了突出貢獻，并培養了一批科技英才。潘建偉院士與他所在的中科院量子科技先導專項協同創新團隊，2013年還實現了單個量子高維度存儲、星地量子通信地面驗證等，繼續向著建立實用的全球性量子通信網絡穩步邁進，幫助中國在“絕對保密”的量子通信這個未來戰略性領域繼續領跑全球。
量子糾纏現象被愛因斯坦稱為“鬼魅般超距作用”，是量子通信的理論基礎。
6、成功研發世界第一個半浮柵晶體管（SFGT）
復旦大學微電子學院張衛教授團隊研發出世界第一個半浮柵晶體管（SFGT），這是我國微電子器件領域首次領跑世界。半浮柵晶體管（SFGT）作為一種新型的微電子基礎器件，它的成功研制將有助于我國掌握集成電路的核心技術，從而在芯片設計與制造上逐漸獲得更多話語權。2013年8月9日出版的《科學》雜志（Science）刊發了張衛團隊關于半浮柵晶體管（SFGT，Semi-Floating-Gate Transistor）的科研論文。
新型晶體管可在三大領域應用 擁有巨大的潛在市場：作為一種新型的基礎器件半浮柵晶體管（SFGT）可應用于不同的集成電路、還可以應用于DRAM領域以及主動式圖像傳感器芯(APS)。
7、世界首個存儲單光子量子存儲器，量子計算機的研發前進了一大步
中國科學技術大學中科院量子信息重點實驗室的史保森教授領導的研究小組在國際上首次實現了攜帶軌道角動量、具有空間結構的單光子脈沖在冷原子系綜中的存儲與釋放，證明了建立高維量子存儲單元的可行性，邁出了基于高維量子中繼器實現遠距離大信息量量子信息傳輸的關鍵一步。
這是量子計算機的基礎。量子計算機的研發向前邁進了一大步！
8、成功研發H7N9禽流感病毒疫苗株
2013年3月，中國首次發現人感染H7N9禽流感病毒病例，隨即展開了一場病毒阻擊戰。截至2013年5月31日應急響應終止，中國內陸共報告131例確診病例，其中康復78人，在院治療14人，死亡39人。
中國科技部4月初啟動了科技應急防控研究項目，重點推進臨床診斷試劑開發、疫苗研制等工作。國家禽流感參考實驗室主任陳化蘭及其團隊迅速揭示了新型H7N9流感病毒的來源，分別在5月和7月的《科學》雜志上發表文章，解析禽流感病毒重配機制和傳播可能性。
10月，浙江大學附屬第一醫院李蘭娟院士團隊成功研發H7N9禽流感病毒疫苗株。這是中國自主研發的首例流感病毒疫苗株，改變了我國一直以來流感疫苗株依賴國外進口的歷史。
9、世界最長碳納米管
納米層面的碳材料制造技術是當前材料科學界最熱門的研究領域之一。碳納米管是迄今發現的力學性能最好的材料之一，其單位質量上的拉伸強度是鋼鐵的276倍，遠遠超過其他材料。
清華大學魏飛教授團隊成功制備出單根長度達半米以上的碳納米管，創造了新世界紀錄，這也是目前所有一維納米材料長度的最高值。魏飛教授還表示，“目前我們正在從事一米以上碳納米管的制備，下一步我們希望能夠制備出公里級以上長度并具有宏觀密度的碳納米管。這些工作將為太空天梯的制備開啟一線曙光。”
10、天河2號重奪世界超級計算機頭名
2013年6月，國防科技大學研制的中國超級計算機“天河二號”以每秒33.86千萬億次的浮點運算速度，成為全球最快的超級計算機，并且比第二名快了近一倍。繼2010年“天河一號”首次奪冠之后，我國“天河”系列計算機再次登上世界超級計算機500強排名榜首。在11月份的排名中，天河2號再次蟬聯冠軍！
天河二號服務陣列采用了國產的新一代“飛騰－1500”CPU，這是當前國內主頻最高的自主高性能通用CPU
