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2016年1月8日，潘建伟院士及其团队无疑成为中国科学界最闪耀的明星。这一天，由潘建伟、彭承志、陈宇翱、陆朝阳、陈增兵组成的中国科学技术大学多光子纠缠及干涉度量研究团队，获得了2015年度国家自然科学一等奖，他们凭借再多光子纠缠及干涉度量上重要研究和发现，取得了量子通信、量子计算等领域的系统性关键突破。
目前，世界各地和地区的相关科学家在抓紧传统计算机领域你追我赶的同时，都早已把目光转向量子力学和现代信息科学“双剑合璧”的全新领域。力图首先制造出运算速度和性能都不可思议的量子计算机，抢先开启本国的“量子时代”，对这个在量子科学研究领域屹立于世界领先位置的潘建伟团队来说，他们的获奖实至名归。
在当今的信息技术中，量子力学仅仅用来研究半导体和激光的物理性质，信息的传输和处理还只属于经典物理学，而直接利用量子力学来传输和处理信息，则是根植于量子物理学的新一代信息科技，它将引领下一次信息革命，把人类带到信息时代的顶峰。
量子信息的基本单元为“量子比特”，经典比特是固定的0或1，而量子比特可以同时 表示0和1这两个数值。即量子力学中的叠加态，量子信息科技通过对光子、原子等微观粒子进行精确的人工操纵方式对信息进行编码、存储、传输和调剂，在提高运算速度和确保信息安全等方面都突破了经典信息技术的瓶颈。
量子信息科技主要包括量子通信、量子计算等研究方向，这已经成为物理学和信息科学最活跃的研究前沿之一，中国科学技术大学在量子信息科技研究上具有一定的优势，其中在量子通信领域更是世界领先。
潘建伟团队在国际上首次实现百千米级自由空间量子通信。
量子通信可分为量子保密通信和量子比特传输两个研究方向，其中量子保密通信是以量子密匙分发技术为核心，结合数字通信和对称技术实现的新型保密通信技术，量子密匙分发技术利用了著名的BB84协议，该协议以“量子态不可精确克隆”的性质为基础，通过单光子的量子态建立量子密匙，密匙具有不可复制性，能够从根本上排除窃听，因此量子保密通信是迄今唯一被严格证明是“无条件安全”的通信方式。可以从根本上解决政务、国防、金融、商业等领域的信息安全问题。
量子比特传输则是利用量子纠缠来传输量子比特，可分为量子纠缠分发和量子隐形传态两个阶段。量子纠缠是指粒子在由两个或两个以上的粒子组成的系统中相互影响的现象，这种影响不受距离的限制，即使两个粒子分隔在直径达10万光年的银河系两端，一个粒子的变化仍会瞬间影响另外一个粒子。量子纠缠分发不但可以验证量子力学的非定域性，还可以在此基础上传输任意量子比特（即实现量子隐形传态），为未来量子计算机之间的通信建立基础。
发展量子通信的终极目标是构建广域乃至全球范围的绝对安全的量子通信网络体系，通过光纤实现成域量子通信网络连接一个中等城市内部的通信节点，通过量子中继实现临近两个城市之间的连接，通过卫星与地面站之间的自由空间光子传输和卫星平台中实现两个遥远区域之间的连接，，是实现全球范围量子通信最理想的路线图。
量子计算具有超快的并行计算能力，会突破摩尔定律的限制，可为分析、气象预报、矿产勘探和药物设计，以及网络大数据等大量信息处理提供解决方案，他是量子信息研究的重中之重，量子模型可揭示高温超导、惯性约束核聚变等系统复杂的物理机制，为先进材料制造和新能源开发奠定科学基础。
量子计算通过量子比特的量子叠加态可以同时运算多个数值，即真正意义上的“平行计算”，效率远高于传统计算机，量子计算的一个重要应用就是“舒尔算法”，该算法在大书分解的计算中相比传统算法具有革命性的优势，目前很多加密算法（例如RSA加密）的安全基础就在于无法利用普通计算机在有限的时间内对于一个大数进行分解，而量子计算机却不在话下，它将使目前的加密系统都不堪一击，另一个量子计算机的重要应用是“Grover搜索算法”，即通过量子计算的并行能力，同时给整个数据库做变换，用最快的步骤搜索到需要的数据，Grover搜索算法远远超出了经典计算机的数据搜索速度，将对未来互联网的搜索引擎产生巨大影响。
鉴于量子信息科技的重要意义，我国政府高度重视该领域的发展，在国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规矩纲要（2006-2020年）》中就将“量子调控研究”列入科技部6项“重大科学研究计划”之一。此外，在国务院最新正式印发的《“十三五”国家科技创新规划》中列举的面向2030年的15个重大科技项目中，“量子通信和量子计算”也成为最先开展的4个重大专项之一。
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