潘建偉，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)，主要從事量子物理基本問(wèn)題檢驗(yàn)、量子通信、量子模擬和計(jì)算等方面的研究。作為在國(guó)際上一直引領(lǐng)多光子糾纏操縱和量子信息實(shí)驗(yàn)研究方面的學(xué)者之一，他取得了一系列有重要國(guó)際影響的研究成果，并將量子保密通信技術(shù)真正帶入現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。潘建偉已在包括Nature (14篇)、Science (2篇)、Nature子刊 (24篇)、PNAS (4篇)和Physical Review Letters (90篇)在內(nèi)的國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表（含接受）論文240余篇，共被Web of Science引用14,000余次。
主要科研成績(jī)介紹如下：
1．多光子糾纏及其在量子隱形傳態(tài)、量子計(jì)算等方面的應(yīng)用
潘建偉克服了多粒子糾纏制備這一實(shí)驗(yàn)難題，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)多體糾纏性質(zhì)被嚴(yán)格驗(yàn)證的多光子糾纏態(tài)，并利用多光子糾纏，以確定性的方式驗(yàn)證了量子非定域性；開創(chuàng)了多粒子量子非定域性實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)和多光子糾纏這一重要研究方向。理論研究表明，糾纏的粒子數(shù)目越多，量子力學(xué)與定域?qū)嵲谡撝g的矛盾越尖銳。潘建偉及同事通過(guò)自主發(fā)展的高亮度高純度糾纏源和獨(dú)立光子干涉等技術(shù)，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)對(duì)五光子糾纏的操縱，為當(dāng)時(shí)世界上所有物理系統(tǒng)的最多糾纏粒子數(shù)目，首次達(dá)到普適量子糾錯(cuò)編碼必需的最少比特?cái)?shù)目；之后，潘建偉及其同事多次打破并刷新自己的記錄，率先實(shí)現(xiàn)六光子、八光子和十光子糾纏，并保持紀(jì)錄至今。
在量子隱形傳態(tài)領(lǐng)域，潘建偉及其同事在國(guó)際上首次完成了對(duì)基本粒子（光子）單一自由度和多個(gè)自由度的量子隱形傳態(tài)的實(shí)驗(yàn)演示，從原理上驗(yàn)證了這一技術(shù)的可行性。
利用國(guó)際領(lǐng)先的多光子相干操縱技術(shù)，潘建偉及其同事率先建立多光子比特的初級(jí)量子計(jì)算機(jī)原型，并在這些物理平臺(tái)上開展了對(duì)量子邏輯門操作、糾錯(cuò)碼、量子算法和量子模擬等方面的原理性測(cè)試和演示驗(yàn)證，為將來(lái)建立更多量子比特的實(shí)用型量子計(jì)算機(jī)奠定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。
2．全面發(fā)展了用于保密量子通信的光量子傳輸方法，奠定了廣域量子通信的方法與科學(xué)基礎(chǔ)
潘建偉是國(guó)際上量子通信實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開拓者和先驅(qū)之一，并且?guī)ьI(lǐng)了在世界上唯一瞄準(zhǔn)這一路線圖全面開展量子通信研究的團(tuán)隊(duì)，取得了系統(tǒng)性的重要進(jìn)展。
2.1解決了實(shí)用量子通信的兩大安全隱患，使得安全的量子通信網(wǎng)絡(luò)成為可能
通過(guò)發(fā)展誘騙態(tài)編碼和光纖偏振態(tài)保持等技術(shù)，潘建偉及其同事在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)百公里量級(jí)的安全的誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)，成功解決了非理想單光子源帶來(lái)的安全性漏洞，奠定了基于光纖的城域量子通信的方法與科學(xué)基礎(chǔ)。為滿足更遠(yuǎn)距離的城市之間的信息安全需求，潘建偉及其同事發(fā)展了基于可信中繼的城際量子通信關(guān)鍵技術(shù)，并為構(gòu)建國(guó)際上首條千公里級(jí)量子通信骨干網(wǎng)“京滬干線”提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。
2.2 從理論上提出并實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了基于冷原子量子存儲(chǔ)的量子中繼基本單元，在原理上證明了大尺度量子通信的可行性
潘建偉及其同事在該方向開展了系統(tǒng)性創(chuàng)新研究，取得了一系列開創(chuàng)性的重要成果，包括：首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了量子糾纏交換；提出了利用現(xiàn)有技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的糾纏純化的理論方案，并利用該方案成功實(shí)現(xiàn)了普適的糾纏純化，為遠(yuǎn)距離量子通信和容錯(cuò)量子計(jì)算克服環(huán)境噪聲提供了解決方案；發(fā)現(xiàn)了一種遠(yuǎn)程量子存儲(chǔ)器之間魯棒的糾纏產(chǎn)生機(jī)制及基于冷原子系綜和線性光學(xué)的實(shí)用化量子中繼器方法，干涉儀穩(wěn)定性方面相對(duì)于之前的方法改進(jìn)了7個(gè)數(shù)量級(jí)，從而使得現(xiàn)實(shí)的遠(yuǎn)距離量子通信的實(shí)驗(yàn)研究成為可能；在此基礎(chǔ)上，利用冷原子量子存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了具有存儲(chǔ)和讀出功能的糾纏交換，實(shí)現(xiàn)了量子中繼器基本單元；發(fā)展了國(guó)際上綜合性能最好的量子存儲(chǔ)器，可支持500公里距離的光纖量子通信。上述成果為城際量子通信的實(shí)現(xiàn)奠定了科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)。
2.3自由空間遠(yuǎn)距離量子通信的引領(lǐng)性實(shí)驗(yàn)研究
2005年，潘建偉及其同事通過(guò)在合肥城區(qū)的13公里自由空間量子糾纏和密鑰分發(fā)，在國(guó)際上率先證明糾纏光子在穿透等效大氣厚度的地面大氣后，糾纏仍然能夠保持，證明了星地量子通信的可行性。2010年，潘建偉及其同事在北京長(zhǎng)城實(shí)現(xiàn)了16公里的自由空間量子隱形傳態(tài)，進(jìn)一步驗(yàn)證了自由空間量子隱形傳態(tài)的可行性。2012年，通過(guò)自主發(fā)展高亮度、高純度量子糾纏源、高精度的時(shí)間同步和光跟瞄技術(shù)，潘建偉及其同事在青海湖首次實(shí)現(xiàn)了基于四光子糾纏的百公里量級(jí)的自由空間量子態(tài)隱形傳輸和雙向糾纏分發(fā)，嚴(yán)格證明，無(wú)論是從高損耗的地面指向衛(wèi)星的上行通道鏈路，或是從衛(wèi)星指向兩個(gè)地面站的雙通道下行鏈路，實(shí)現(xiàn)量子態(tài)隱形傳輸和量子糾纏分發(fā)都是可行的，這為基于衛(wèi)星的廣域量子通信和大尺度的量子力學(xué)基礎(chǔ)原理檢驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而且也將為空間尺度的量子力學(xué)基礎(chǔ)檢驗(yàn)提供一個(gè)全新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
在以上奠基性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，潘建偉團(tuán)隊(duì)牽頭實(shí)施了中科院“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)。在專項(xiàng)的支持下，國(guó)際上首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”于2016年8月在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，并成功完成了全部預(yù)定的科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。
除了上述潘建偉及同事在量子物理基本原理檢驗(yàn)和光量子信息處理方面的成果外，近年來(lái)他在超冷原子量子調(diào)控方面也取得了系列原創(chuàng)性進(jìn)展。潘建偉及同事系統(tǒng)性發(fā)展了超冷原子實(shí)驗(yàn)操控技術(shù)，對(duì)自旋-軌道耦合、玻色-費(fèi)米雙超流體、超冷分子化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等開展了研究，取得了系列重要突破，已成為國(guó)際上超冷原子量子調(diào)控實(shí)驗(yàn)研究最優(yōu)秀的幾個(gè)團(tuán)隊(duì)之一。
這些先驅(qū)性的系統(tǒng)工作贏得了國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)可和高度評(píng)價(jià)，引領(lǐng)和推動(dòng)了量子信息技術(shù)尤其是量子通信技術(shù)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的熱潮。相關(guān)研究成果多次入選兩院院士評(píng)選的“年度中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞” （12次）、英國(guó)物理學(xué)會(huì)評(píng)選的 “年度物理學(xué)重大進(jìn)展（Highlights of the year）”（7次）、美國(guó)物理學(xué)會(huì)評(píng)選的“年度物理學(xué)重大事件（The top physics story for the year）”（5次）、《自然》雜志評(píng)選的年度重大科學(xué)事件（3次）。
綜上所述，潘建偉領(lǐng)銜的中國(guó)科大團(tuán)隊(duì)開展的系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)研究工作，已經(jīng)使得量子信息已成為我國(guó)為數(shù)不多的在國(guó)際上占據(jù)優(yōu)勢(shì)的研究領(lǐng)域。《自然》雜志在其2017年度重大科學(xué)事件中指出：“國(guó)際同行們正在努力追趕中國(guó)，中國(guó)現(xiàn)在顯然是量子衛(wèi)星的世界領(lǐng)導(dǎo)者；”英國(guó)《新科學(xué)家》“中國(guó)崛起”特刊中，以“創(chuàng)新國(guó)度：人民的量子計(jì)算機(jī)”為題專門報(bào)道了該團(tuán)隊(duì)，并評(píng)論道：“中國(guó)科大——因而也是整個(gè)中國(guó)——已經(jīng)牢牢地在量子計(jì)算的世界地圖上占據(jù)了一席之地。”
