2016年8月16日，中国科学院自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射。这是中国科学院空间科学战略性先导科技专项首批科学实验卫星，主要科学目标是进行星地高速量子密钥分发和广域量子密钥网络实验，并在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态等实验研究。该卫星在世界上首次实现了星地量子通信，构建了天地一体化的量子保密通信与科学实验体系，对我国巩固和扩大量子通信领域的国际领先地位，实现从经典信息技术时代跟踪者向未来信息技术引领者的转变，具有里程碑意义。

九月·“中国天眼”FAST落成启用

2016年9月25日，由中国科学院国家天文台自主设计建造的500米口径球面射电望远镜（FAST）落成启用，习总书记致信祝贺。这是世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，将在未来20~30年期间保持世界领先地位。FAST打破了世界上射电望远镜的百米极限，将为人类发现脉冲星、探索暗物质和黑洞、研究宇宙起源和地外文明等提供独特手段，为基础研究重大发现和突破、战略高技术发展和开展国际科技合作提供一流创新平台。

十月·“天宫二号”与“神舟十一号”对接并开展科学实验

2016年10月19日，“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功对接。“天宫二号”是我国第一个真正意义上的空间实验室。中国科学院空间应用工程与技术中心作为空间应用系统的总体单位，牵头负责空间科学、对地观测及地球科学研究、空间应用新技术等三大领域的全部14项科学实验，包括全球第一台空间运行的冷原子钟、宽波段成像光谱仪、伴随卫星飞行、高等植物培养等，主要科学实验项目的研究水平位于国际前沿，技术发展处于国际先进行列。

十一月·世界最大面积中阶梯光栅研制成功

2016年11月11日，由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所承担的国家重大科研装备研制项目“大型高精度衍射光栅刻划系统的研制”通过验收，并刻划出世界最大面积的中阶梯光栅（400mm×500mm），光栅刻划系统和光栅都达到国际领先水平。该成果结束了我国高精度大尺寸光栅制造受制于人的局面，为我国相关高科技领域的战略部署和光谱仪器产业竞争力的提升提供了关键核心技术支撑。

十二月·国际先进超强超短激光装置开工建设

2016年12月2日，由中国科学院上海光学精密机械研究所承建的上海超强超短激光实验装置（SULF）正式开工建设。该装置的预研工作于2016年8月取得重大突破，成功实现了峰值功率5.3拍瓦、脉冲宽度24飞秒的激光脉冲输出，是当前国际最高激光脉冲峰值功率，并为实现10拍瓦激光脉冲输出奠定了坚实的技术基础，标志着我国在该领域达到世界领先水平。超高功率超短脉冲激光是国际激光科技的竞争前沿，具有重要科学意义和巨大应用价值，将推动相关战略高技术发展，并引发新技术变革和创造新产业。