实用型量子计算机的技术突破在于它能制造出稳定的量子比特。它的重要意义：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。

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。现在，它正在把以前的理论设计变成现实。

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。

主要参与这方面研究的包括荷兰量子技术研究所QuTech、英特尔、谷歌、微软和IBM。

7、Gene Therapy 2.0 基因疗法2.0

成熟期：现在

很可惜，都是美国企业，没有中国企业和研究机构。

美国即将批准首个基因治疗技术，更多基因疗法正在开发与批准的进程中。它的重要意义在于，很多疾病都是由单个基因突变导致的，新型基因疗法能够彻底治愈这些疾病。

早期基因疗法失败的原因部分是源于其递送机制，因为新的遗传物质（改造基因）、以及将其携带至细胞的载体病毒，被错误地递送到基因组的其他位置，这会激活某些患者体内的致癌基因，或者引起患者免疫系统的过度反应，从而导致多器官功能衰竭以及脑死亡。

在美国，Spark Therapeutics有望成为第一家迈入市场的基因疗法新创公司，该公司开发出针对渐进式失明的基因治疗方法。还有很多其他正在研究的基因疗法，正将目光投向血友病的治疗，以及一种称为表皮溶解水皰症的遗传性皮肤失能症。

挑战依然存在。虽然目前已经针对几种相对罕见的疾病开发了基因疗法，但是对于那些具有复杂遗传病因的常见疾病，开发对应的基因疗法则更加困难。

主要研究者包括SparkTherapeutics、BioMarin、GenSight Biologics、BlueBird Bio、UniQure。

8、The Cell Atlas 细胞图谱

成熟期：5年

技术突破：这是人体中各种细胞类型的完全目录。超精确的人类生理学模型将加速新药研发与试验。

据悉，科学家正在建立一个超详细的 “人类细胞图谱”，即通过细胞内部的内容来定义活细胞。为了执行这个解码人体37.2万亿细胞的任务，由来自美国、英国、瑞典、以色列、荷兰和日本的国际科学家组成的联合会正在分配任务，包括检测每个细胞的分子特征，并给每种细胞一个在人体空间中特定的“邮政编码”。

细胞图谱研究的执行者主要是顶尖研究所，包括英国桑格研究所、麻省理工学院和哈佛大学的布罗德研究所、以及由Facebook首席执行官马克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）资助的位于加利福尼亚州的一个全新的“Biohub研究所”。在去年9月，扎克伯格和他的妻子Priscilla Chan将细胞图谱研究作为了30亿美元医疗研究捐赠的首个目标。

9、Reversing Paralysis 治愈瘫痪

成熟期：10至15年

治愈瘫痪入选在于它实现了无线脑-体电子元件可绕过神经系统的损伤来实现运动的技术突破。它的重要意义在于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。

除了治疗瘫痪外，科学家希望能够使用所谓的“神经义肢”，通过在眼睛中放置芯片来恢复视力，或者是恢复阿尔茨海默病人的记忆。相比起非常成熟的人工耳蜗，让“神经义肢”改善瘫痪会更有难度。在1998年，一个患者使用脑探针实现了移动计算机光标的任务，但它并没有任何更为广泛的实际应用。该项技术仍然太基础、太复杂以及无法脱离实验室的环境。

虽然很复杂，并且进展缓慢，但是神经旁路仍然意义重大，病人对此充满了强烈的期待，多诺霍说，“人们希望恢复他们的日常生活。”

主要研究机构包括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、匹兹堡大学、- 凯斯西储大学

10、Botnets of Things 僵尸物联网

僵尸物联网可以感染并控制摄像头、手机等其它消费电子产品等恶意软件导致大规模的网络瘫痪。基于这种恶意软件的僵尸网络对互联网的破坏能力越来越大，也会越来越难以阻止。

目前主要的研究者包括Mirai僵尸网络软件的创造者。