前不久，中國科學技術學院潘建偉院士的研究小組，采用光子級聯編碼的方法，實現了對于任意噪音都具有高容錯率的薛定諤貓態，朝著實現大尺度量子網路乃至宏觀糾纏態邁出了重要一步。
2001年，1970年出生的潘建偉構建了中國第一個光量子操縱實驗室;2003年，他提出了量子衛星計劃，那時他才30歲出頭;2011年，41歲的潘建偉成為當時最年青的中科院教授。1997年以來，他和他的團隊在《自然》及《自然》子刊、《美國國家科大學院刊》、《物理評論快報》等國際權威學術刊物上發表學術論文90余篇，被引用1萬余次。
2003年5月20日，科學家潘建偉在法國維也納實驗站演示量子糾纏態遠距離分送
量子世界這么令人著迷
潘建偉選擇學習數學，完全出于興趣愛好。1987年中考時侯，他本有機會被保送到福建學院讀當時的熱門專業。“如果接受保送，可能就難以繼續我的數學夢了。”那年潘建偉考入中國科技學院近代化學系。
“牛頓熱學將一切歸結為機械運動，既然一切都已注定，那人活著還有哪些意義呢?量子理論以鬼魅般的陣列運行、以實物的方式抵達和離開，這太神奇了!自此發覺一切顯得自然而有意義。”潘建偉說，“量子熱學是一種積極向下的科學，令人著迷，又催人奮進。假如一個人是處在‘成功’和‘失敗’的‘迭加態’上，這么個人拼搏會促使他朝著成功機率較大的狀態演變。”
1996年，在中國科技學院獲得理論化學碩士學位后潘建偉 量子通訊，潘建偉涉足英國維也納學院蔡林格院士門下攻讀博士學位。彼時，導師正組織量子信息實驗研究方面第一個國際合作項目。此前，量子信息仍然處在理論研究階段，還沒有實驗支撐。
而潘建偉腦袋里也正醞釀著一個實驗方案。一個月后，他認為方案成熟了，便激動地向研究小組里報告他的構想。但是，報告結束后全組沒一個人說話。好半天，蔡林格院長問：“潘，你不曉得這就是量子態隱型傳輸的理論方案嗎?你不曉得我們另一個小組正在做這個實驗嗎?”
潘建偉確實不曉得，但他覺得這是上天的庇佑。他堅定地對導師說：“我要加入這個實驗!”
1997年，題為“實驗量子隱型傳態”的研究論文在《自然》雜志上發表。該成果被公覺得量子信息實驗領域的開山之作，被法國數學學會和德國化學學會評為世界數學學年度重大進展，被英國《科學》雜志評為年度全球十大科技進展，還被《自然》雜志選為“百年化學學21篇精典論文”之一，而作為論文的第二作者潘建偉，這一年剛才27歲。
把他人的看家本領學到手
2001年，潘建偉回到中國農大工作。當時無論是研究水平還是人才儲備方面，國外的基礎都很薄弱。
潘建偉在與他的朋友楊濤院長一道組織科研隊伍、開展實驗室建設的同時，還繼續在維也納學院從事多光子糾纏方面的合作研究。國外研究組成果出得很快，僅2003年一年，作為第一單位發表在《物理評論快報》的論文就有7篇。
2004年，潘建偉研究組在國際上首次實現五光子糾纏和終端開放的量子態隱型傳輸。《自然》雜志發表了這一成果并贊揚說，雖然五粒子糾纏的實現極其困難，而且中國科學技術學院的潘建偉院士和他的朋友們完成了這一創舉。這些新穎的量子態隱型傳輸是量子糾錯和分布式量子信息處理所需要的關鍵技術。這一成果同時榮獲法國數學學會和德國化學學會推選出的年度國際數學學重大進展。這對中國科學家來說是第一次。
“很自豪!這表明國外研究組在量子糾纏方面的工作早已成功躋身國際領先水平。”潘建偉說，“我可以離開維也納了。”
隨后，潘建偉以瑪麗·居里講席院士的身分到美國海德堡學院從事量子儲存的合作研究。潘建偉說：“海德堡學院的冷原子研究處于國際領先地位，我們必須把他人的看家本領學到手。”
幾年出來，潘建偉團隊在冷原子量子儲存方面產生了豐富的人才和技術積累，取得了一系列國際領先的研究成果。2008年，《自然》雜志發表了潘建偉和他的朋友完成的題為“量子中繼器實驗實現”的研究成果。《自然》雜志盛贊該工作“掃除了量子通訊中的一大試金石”。
2013年10月30日，何梁何利基金在上海舉辦2013年度頒獎儀式，潘建偉（左）摘得本年度何梁何利最高獎—“科學與技術成就獎”
塑造國際一流科研團隊
歸國后，潘建偉旨在于將不同事科背景的年青人送出國門，到法國、英國、美國、瑞士、奧地利等量子信息研究的優秀國際小組加以鍛練。那些被“放飛”國外多年的年青人，就像風箏收線通常，盡數歸國，使中國科技學院團隊得到了空前的壯大。
“我們早已是一個有國際影響力的團隊，她們在這兒大有用武之地。”潘建偉領導的中國農大南京微尺度物質科學國家實驗室量子化學與量子信息研究部堪稱人才濟濟，光是“青年萬人計劃”教授、“百人計劃”教授就有十來個。
潘建偉率領研究團隊取得了多個令人艷羨的“第一”：實驗實現了16公里自由空間量子態隱型傳輸，創造了當時量子態隱型傳輸距離的世界紀錄，證明了基于自由空間進行遠距離量子通訊的可行性;在國際上首次實驗實現了八光子薛定諤貓態，刷新了由潘建偉團隊保持的多光子糾纏態制備的世界紀錄;借助八光子糾纏態，在國際上首次實驗實現了拓撲量子糾錯，是量子信息領域以中國為第一單位發表在《自然》雜志上的首篇長文，被審稿人稱為“一個堅苦卓著的英雄主義的量子光學實驗”;在國際上首次實驗實現了百公里量級的自由空間量子隱型傳態和糾纏分發，通過地基實驗證明了實現基于量子衛星的全球量子通訊網路和舉辦大尺度基本數學問題實驗檢驗的可行性，《自然》審稿人稱為“另一個英雄的實驗工作”。“在光量子糾纏操縱和量子通訊方面，我們走到了領跑的位置。”潘建偉說。
2012年8月，潘建偉被國際量子通訊、測量與估算學會授予2012年度國際量子通訊獎，嘉獎其“在量子通訊和多光子糾纏操縱方面的先驅性貢獻”。他是獲得這一榮譽的首位華人數學學家。
讓量子世界惠及人間
量子通訊技術應用基礎研究和應用研究關乎國家信息安全戰略。2009年4月，潘建偉團隊在西安市構建了世界上首個多節點的全通型光量子電話網，并在60華誕春節閱兵期間為天安門城樓、中南海等關鍵地點之間建立了“量子通訊熱線”，用于重要信息傳送保障。
2012年，潘建偉團隊完成了包括幾十個節點的成都市區量子通訊網路示范工程，規模遠遠超過國際上已有的量子通訊網路，并在西安市得以應用，標志著大容量的量子通訊網路技術早已取得關鍵性突破。同年，該團隊與新華社合作建設的“金融信息量子通訊驗證網”開通，在世界上首次實現了借助量子通訊網路對金融信息的安全傳輸。同年11月潘建偉 量子通訊，該團隊研發的“基于量子通訊的宜春全通訊保障系統”投入運行，為“十八大”等國家重要政治活動提供信息安全保障。
2013年，潘建偉團隊實現了“測量元件無關的”量子通訊，因而解決了單光子偵測系統易被黑客功擊的安全隱患，大大提升了現實量子秘鑰分發系統的安全性。該成果被日本數學學會《物理》雜志評出為年度國際數學學重大進展。
在國家發改委的支持下，中科院聯合相關部門啟動了千公里光纖量子通訊骨干網工程“京滬干線”項目，潘建偉出任該項目首席科學家。2016年前后，將建成聯接天津、上海的高可信、可擴充、軍民融合的廣域光纖量子通訊網路。
“量子保密通訊在城域網上的使用早已基本成熟，快則兩兩年，慢則三六年，就可以推廣。”潘建偉團隊牽頭組織了“量子科學實驗衛星”中科院戰略性先導科技專項，預計在2015年到2016年間發射衛星。《自然》雜志新聞特稿中這樣寫道，中國將領先亞洲和北美，發射一顆量子科學實驗衛星。這將為化學學家提供一個測試量子理論基礎以及探求怎樣融合量子理論與愛因斯坦廣義相對論的全新平臺。