21世紀以來，全球科技創新進入空前密集活躍的時期，新一輪科技革命和產業變革歷史性交匯期，這即是千載難逢的歷史機遇，也是可能差距拉大的嚴峻挑戰。其中，信息技術持續推動社會向電子化、信息化、數據化和智能化全面轉變。快速迭代的信息技術逐漸成為全球前沿技術和經濟發展的驅動力。近年來以 5G、6G、量子技術、超級計算機等成為代表的前沿信息技術，成為各國科技研發的重點。
5G
4G時代，蘋果、亞馬遜和Facebook 等互聯網公司快速崛起，引發全球數字化變革。4G技術的巨大紅利促使各國政府提升對通信網絡的關注度。面對新一輪科技革命浪潮，世界各國紛紛將5G提升至國家戰略層面，從政策、資金和市場等多方面調動國家資源進行支持，期望在5G部署中獲得先機。
美國政府為加快5G技術應用落地，推動制定長期、全面的國家頻譜戰略，為全面部署5G網絡做好準備。美國政府發佈《美國無線通信領導力研發優先事項》《新興技術及其對非聯邦頻譜需求的預期影響》兩份5G技術報告，闡述美國在無線通信領域的研發重點並對新興技術進行了展望。報告明確美國5G發展的三大優先領域，分別為追求頻譜的靈活性和敏捷性以使用更多的頻段及波形、提高頻譜實時感知能力、通過安全的自主頻譜決策提高頻譜效率和效益。
英國政府簡化5G部署流程，並投資4000 萬英鎊用於5G測試平臺和試驗項目。英國政府將探討調整現行法規的可能性，以簡化安裝5G新設備的規劃流程，支持5G基礎設施的開發和建設，為運營商在英國提供高質量移動通信鋪平道路。此外，作為改善移動連接計劃的一部分，英國政府還計劃投資 2 億英鎊對5G技術在各領域的應用進行測試。
日本完成5G頻譜商用授權，希望通過5G商用帶動依賴高速、低時延通信服務的自動駕駛、遠程醫療等技術的應用。2019 年 4 月，日本政府電信監管部門正式向日本 NTTDocomo、KDDI、軟銀公司和樂天移動 4 家移動運營商分配5G頻譜，希望運營商建造覆蓋大城市及農村廣泛地區的5G基礎設施。這 4 家移動運營商計劃在2020 年開始推出商用 5G服務，並在 5 年內累計投入約 152.9 億美元建設5G網絡。
德國加快 5G 網絡基礎設施建設，將5G 商用置於優先地位。2019 年 7 月，德國電信宣佈投資約 56 億美元用於 5G 網絡基礎設施建設，並率先在德國推出 5G 商用網絡。德國電信將首先在 4 座城市推出 5G 網絡，並將在 2020 年底使5G 網絡覆蓋至德國的 20 座城市。此外，西班牙電信、沃達豐和德國聯合網絡旗下的1&1 Drillisch等公司也將在德國推出5G商用網絡。
6G
儘管目前全球6G技術研究仍處於探索起步階段，技術路線尚不明確，關鍵指標和應用場景還未有統一的定義,但據芬蘭奧盧大學發佈的全球首個6G白皮書（《KEY DRIVERS AND RESEARCH CHALLENGESFOR 6G UBIQUITOUS WIRELESS INTELLIGENCE》所描述，除了傳輸能力顯著提升，無線網絡將不再困於地面，而將實現地面、衛星和機載網絡的無縫連接。據白皮書，
6G網絡會在2030年左右問世，其願景就是泛在無線智能，意味著6G網絡會通過無線技術覆蓋全球各個角落，為人類社會提供更智能的感知服務和應用。6G的性能將在5G基礎上提升10-100倍，所以在具體的技術指標上，會產生以下新的變化：單用戶最高傳輸速率達1Tbps；5G由小於6GHz擴展到毫米波頻段，6G將邁進太赫茲（THz）時代，網絡容量將大幅提升；網絡時延達0.1ms（極端工業控制場景）；定位精準度達釐米級；設備同步時延在1μs內；連接設備密度達每立方米數百個……
在6G時代，邊緣計算將會成為一種發展趨勢，面對龐大的物聯網節點數和海量的數據總量，只有通過提升邊緣側的數據計算處理能力才能滿足萬物互聯的智能化時代的需求。而我們把把分佈在網絡邊緣端，提供實時數處理、分析決策的小規模雲數據中心稱為邊緣雲，邊緣雲處於物聯網終端和中心雲之間，是邊緣計算的神經中樞。在邊緣計算的發展下，通過廣泛分佈的邊緣雲，用戶終端的計算和智能可上移到邊緣，從而可釋放終端的計算壓力，使之更加低功耗和更輕便，加速VR等應用繁榮。
目前，已有許多國家已經對6G做出了一定的預判。如：中國科技部會同發展改革委、教育部、工業和信息化部、中科院、自然科學基金委召開6G技術研發工作啟動會，並宣佈成立國家6G技術研發推進工作組和總體專家組。日本NTT DoCoMo對6G發展應該已經有明確的計劃，將6G看作5G的進化版，即進一步提高傳輸速率和信息容量、擴展網絡覆蓋面。德國伍珀塔爾大學則拿出了非常具體的太赫茲通信技術，研究人員基於鍺化硅（SiGe）材料構建了完整的信號收發系統，能夠實現1米距離的260GHz頻段太赫茲通信。
雖然各國提出的6G方案各有不同，都重點集中在寬頻譜、高速率、超低時延、超遠距離、超低功耗，和基於AI的應用方向上，可以預見，6G的未來發展趨勢也將集中在這些方面。
量子技術
量子技術被認為是改變未來的關鍵科學技術，對此給予的關注度持續攀升。預計 2020年全球對量子技術的投資將達到 130 億美元。 美國、德國、英國和日本等國均加大對量子技術的政策傾斜和資金支持，旨在構築競爭優勢，搶佔發展先機。
美英德日等國政府強化量子研究支持措施，加大對科研機構資助力度。
2019 年 2 月，美國國家科學基金會發布“量子躍遷挑戰研究所”項目指南，擬投資9400萬美元推動量子信息科學與工程前沿研究，涵蓋量子計算、量子通信、量子模擬和量子傳感等方向。2019 年 5 月，德國政府宣佈將撥款 6.5 億歐元開展大型量子通信研究項目，以拓展德國及歐洲在量子通信技術領域獨立自主的能力。6 月，英國政府宣佈投資 1.5 億英鎊用於量子技術商業開發，資助產品和服務創新、行業主導的技術開發項目、供應鏈、投資加速器等 4個領域，以最大限度發揮英國在量子技術方面的潛力。7 月，日本內閣會議發佈《2019 年科學技術創新綜合戰略》，分析了過去一年日本國內外形勢的變化，指出日本未來在生物技術、量子技術、人工智能、環境能源及安全等關鍵領域的發展目標和發展建議。
目前，
量子技術屢獲突破，量子計算機商用化初步展開。如：2019 年 2 月，加拿大多倫多大學研製出全光子量子中繼器的關鍵元件，可用於遠距離光量子信息傳輸。2019年 5 月，澳大利亞新南威爾士大學研究人員成功測量硅雙量子比特操作的準確性，首次驗證了硅雙量子比特邏輯運算的保真度。2019 年 9 月，美國 IBM 公司表示將上線 53 比特量子計算機進行商用，並保證提供 95%的服務可用性。超級計算機
超級計算機因其極快速的數據處理速度和超高的數據存儲容量，常被用於大容量信息和海量數據處理。超級計算機的運算能力將為人工智能、生物技術、新材料技術及核爆炸模擬等研究提供重要支撐。超級計算機已成為國家在信息數據領域的綜合實力象徵。目前，各科技大國在打造新一代至強超算的領域展開全方位競爭。
美國和日本已將超級計算機應用於基因研究、核儲備管理和地理信息處理等領域。如：美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室和日本理化研究所的研究團隊，利用“三一”超級計算機將10 億個原子進行 DNA 基因建模，從原子水平完整解釋 DNA 如何擴展和收縮，以研究基因開關的詳細過程。美國國家地理空間情報局與美國伊利諾伊大學、明尼蘇達大學和俄亥俄州立大學合作，共同開展全球3D 地圖項目“EarthDEM”。研究人員利用“藍水”超級計算機，對衛星圖片進行分析後建立地形數據，最終合成全球 3D 地圖。
在超級計算機分佈上，目前美國包攬最強超級計算機前兩名，且超算算力位居世界第一。2019年 6 月，第 53 屆全球超算 TOP500 名單在德國法蘭克福舉辦的國際超算大會上發佈，美國能源部旗下橡樹嶺國家實驗室及勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的“頂點”和“山脊”獲得一、二名，中國超算“神威·太湖之光”和“天河二號”分列三、四名。中國大陸有 219 臺超算上榜，佔比 43.8%；美國以 116 臺位列第二，佔比 23.2%。在總計算力上，美國佔據全部超算算力的38.4％，中國佔據29.9%。在超算製造廠商排名上，中國聯想、浪潮和曙光以173臺、71 臺和 63 臺奪得前三名，美國惠普及克雷公司以 40 臺、39 臺分列四、五名。
美國、日本和歐盟已經開展對下一代超級計算機的研發，百億億次級運算能力的超級計算機預計在不久的將來面世。
隨著通信行業的發展，加之移動互聯網、物聯網、雲計算、量子計算和人工智能等技術的持續進步，硬科技正在改變未來。
閱讀更多 泰一數據 的文章
