比如，中国科学家在量子通信领域做出了一系列开创性工作，入选《自然》杂志年度十大科技亮点，并被美国物理学会评为年度国际物理学重大事件。中国还建成了世界上首个规模化、实用化城域光纤量子通讯网络，并首次将量子通信网络技术应用于金融信息安全。目前，中国正在建设连接北京和上海的千公里级广域光纤量子通信网络，并正在研制“量子科学实验卫星”，构建全球化量子通信网络。这些工作标志着在量子通信领域，中国科学家已经走到了世界前列。
在粒子物理及其前沿领域，中国发起了重大国际合作项目——大亚湾反应堆中微子实验，从2007年开工建设，2011年开始运行，有6个国家和地区的40多个机构、250多位科学家、工程师参与建设和合作研究。2012年，确认了新的中微子震荡模式，取得了世界领先水平的实验成果。2013年，中国科学家还在世界上首次观测到量子反常霍尔效应。2015年，又发现了拓扑外尔费米子。这些都表明了近年来中国在基础前沿研究领域创新水平的迅速提升。
在高性能计算方面，中国研制的天河计算机运算速度与能效均达到国际领先水平。2010年11月，“天河一号”在全球超级计算机500强排行榜中名列首位;2013年研制的“天河二号”连续五次排名第一，是目前全球运算速度最快的超级计算机。今年5月，中国科学家在“天河二号”上成功进行了3万亿粒子数中微子和暗物质的宇宙学数值模拟，揭示了宇宙大爆炸1600万年之后至今约137亿年的漫长演化进程。
