一、量子信息技術
量子計算機 德國德累斯頓工業大學觀察到沿拓撲絕緣體晶體表面溝道的電流(溝道寬度小于1納米，沿晶格原子臺階延展，下圖)，電流能在溝道內暢通無阻流動，但電荷不能在溝道之間運動。這種在晶體表面用原子臺階定義的一套電線，能顯著減少電能損耗和產熱，可用于新型信息處理(如自旋電子學或量子計算)。
量子器件美國在量子傳感器、澳大利亞在量子光學硬盤驅動器、英國量子雷達原型機、丹麥量子機械混頻器(可用于導航和基于光技術的太空探索的鍶原子鐘)都獲進展。
量子基礎研究 瑞士、德國有喜人成果。
二、光學與激光技術
光學材料 美國伯克利•勞倫斯國家實驗室和加州大學伯克利分校可預測超材料非線性光學性質的模型為某些超材料具有負折射率創造了條件。超材料可用于二維超級透鏡(將光學顯微鏡精度提高10倍，看見DNA尺度的物體)、先進傳感器、新型聚光鏡(制作更高效太陽能聚集器)、使用光信號處理信息的計算機和電子產品、隱形斗篷等(下圖)。
定向能武器 美國空軍研究實驗室電磁脈沖武器“反電子設備高功率微波先進導彈項目”(CHAMP)攜帶的小型發生器發射的微波以高精準度指向并燒毀電子設備。
此外在發光器件、光源、激光加工、光數據處理與傳輸、光譜測量、成像、顯示、照相機和攝像機、光學傳感器領域，美國、德國、荷蘭、日本、瑞士、瑞典、意大利和希臘、韓國、以色列、印度、法國均各有建樹。
三、太赫茲技術
美國得克薩斯大學研制的讓夜視、熱成像產品用得起的太赫茲器件可探測電磁波以在近10太赫茲波段創建圖像，像素更少的該芯片能廉價量產，用途是：夜晚驅車時成像道路附近的動物、成像黑夜中的入侵者、為夜間徒步旅行提供照明，估計房間內人員數量以更好地控制供暖、空調和照明，其它任務(如尋找覆蓋在混凝土或墻壁下的管道)，為利用頻譜的紅外部分提供極強工具。
此外，美國還在可增進太赫茲數據傳輸的新型頻率過濾器、產生可用于爆炸物和毒品監測的寬帶太赫茲輻射、控制太赫茲通信的可打印濾光器(下圖)方面有所斬獲。
四、腦認知研究與人工智能
意志超越身體——美國俄亥俄州立大學發現大腦皮層是肌肉增強/衰弱的關鍵決定因素，心理意志因素對減少戴石膏模者肢體的肌肉喪失至關重要：通過心理意向實驗對大腦皮層區域定期激活可弱化肌肉萎縮且充分激活肌肉。美國麻省理工學院發現大腦成像可能有助于預測未來行為。德國馬克思•普朗克研究院生物控制論研究所用放在頭上的電極測量大腦電活動，觀察細胞放電圖譜從而讀取大腦活動。
此外，在人機接口、用圖形描繪思維、納米管自組織模擬人工智能、腦閱讀、著色法呈現大腦的電路圖、具有反射性意識的機器人、用駕駛員大腦信號從地面控制無人機、新一代磁記憶(計算機中作為突觸使用)物理機制、解釋視覺皮質中神經細胞連接形成機制的計算機模型等領域，德國、美國各有建樹。
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