1946年世界第一台计算机“ENIAC”诞生，由此掀起了世界第三次工业革命——电子信息科技革命，而随着科技的进步与发展，在遵守“摩尔定理”飞速前行了数六年以后，阻碍其进一步发展的系列问题逐渐显现。科学家开始思索第四次工业革命的突破口会是那里，其中，量子科技被科学家觉得将成为第四次工业革命的引擎，引爆第四次工业革命。
量子技术全称为为量子信息技术，是量子化学与信息技术相结合发展上去的新学科,主要包括量子通讯和量子估算2个领域。量子通讯主要研究量子密码、量子隐型传态、远距离量子通讯的技术等等;量子估算主要研究量子计算机和适宜于量子计算机的量子算法。
日本滑铁卢学院的量子技术专家延内魏因说：“国际上确实存在量子科研大赛。这个中国团队已克服了好几个重大技术与科学挑战，清楚地表明了她们在量子通讯领域处于世界领先地位。”
2016年，加拿大政府发布的《量午时代的技术机遇》报告显示，中国量子科技的论文发表排在全球第一、专利应用排行第二。在“第二次量子革命”的起步阶段，中国异军凸出步入“领跑阵营”。
这个团队指的就是潘建伟团队，中国的量子技术是全世界第一，而这其中要幸好了潘建伟院士。
29岁攻破世界性困局的少年天才
潘建伟1970年出生于农村，从小跟随奶奶长大，但是潘建伟的成绩却挺好，1987年，17岁的潘建伟考入了中国科学技术学院近代化学系。
在中国科学技术学院求学期间，那时潘建伟很“傲气”，想着不用留学，就在国外出成绩。但是当时国外条件差，做实验，仪器不全；搞理论，仅中国科大学数学所有较完整的国际数学学刊物，更缺乏出席国际大会的经费。他意识到，必须迈出国门求学。
1996年，得益于变革开放，潘建伟留学英国，第一次看到了导师蔡林格院士。当时，导师问潘建伟之后有哪些准备，潘建伟回答：“我想要在中国建一个和您实验室一样世界领先的量子化学实验室。”
1999年，年仅29岁的潘建伟作为第二作者的量子态隐型传输实验取得量子信息实验领域突破性进展，借助“量子纠缠”技术，利用卫星网路、光纤网路等精典信道，传输量子态携带的量子信息。量子态隐型传输是一种全新的通讯方法，它传输的不再是精典信息而是量子态携带的量子信息，是未来量子通讯网路的核心要素。
早在1997年的时侯，蔡林格小组在室外首次完成了量子态隐型传输的原理性实验验证，而1999年，潘建伟参与的的量子态隐型传输实验更是被被公觉得量子信息实验领域的开山之作，
美国数学学会将其评为世界数学学年度十大进展，日本《科学》杂志列为年度全球十大科技进展。
不久，潘建伟的母校中科大时任市长朱清时向他发出归国约请，可以博士结业生身分破格任院长。
朱市长的约请让潘建伟十分感动，但是归国做贡献本是初心。在那位开明市长的爱惜下，他一方面继续在法国做科研，另一方面，从2001年起设立中科大量子化学与量子信息实验室。
在潘建伟的领导下，中国的量子技术开始领先世界，全球第一。
量子通讯：墨子号成全球首个量子通讯卫星
量子通讯是指借助量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通信方法。在微观世界里，两个纠缠的粒子可以赶超空间进行瞬时作用。也就是说，一个纠缠粒子在月球上，另一个纠缠粒子在地球上，只要对月球上的粒子进行检测，发觉它的载流子为下，这么远在地球上的另一个纠缠粒子的载流子必然为上。
借助这个特点实现光量子通讯的过程如下：事先建立一对具有纠缠态的粒子，将两个粒子分别置于通讯双方，将具有未知量子态的粒子与发送方的粒子进行联合检测（一种操作）潘建伟 量子通讯，则接收方的粒子顿时发生滑坡（变化），滑坡（变化）为某种状态，这个状态与发送方的粒子倒塌（变化）后的状态是对称的，之后将联合检测的信息通过精典信道传送给接收方，接收方按照接收到的信息对倒塌的粒子进行幺正变换（相当于逆转变换），即可得到与发送方完全相同的未知量子态。
量子通讯要求光源发射单光子，由于单光子的量子状态不可复制、不可监听。因为单光子不可分割、不可复制，不能像传统通讯那样进行复制放大，所以百公里几乎已成量子通讯的极限。
潘建伟从研究生开始就早已开始转专研量子通讯，他有关实现量子隐型传态的研究成果荣获日本《科学》杂志“年度十大科技进展”，并同伦琴发觉X射线、爱因斯坦构建相对论等影响世界的重大研究成果一起被《自然》杂志选为“百年化学学21篇精典论文”。
从2003年开始，潘建伟团队就早已开始立项研究，2007年，潘建伟团队在量子通讯研究方面取得重要突破，成为在国际上首次实现百公里量级安全量子通讯的3个团队之一。2008年夏天，潘建伟团队在南京构建了世界上第一个光量子电话网，实现了“一次一密”加密方法的实时网路通话。2012年，潘建伟团队在西安市建成了世界上首个覆盖整个宁波市区的规模化（46个节点）量子通讯网路，标志着大容量的城域量子通讯网路技术早已成熟。
但是，目前早已建好的通讯网路都是通过光纤输运光子，光纤对光子的固有耗损就限制了量子通讯的距离只能在百公里级。假如想进一步实现远距离的量子通讯，就须要量子卫星了。将光子发射到太空中通过卫星中转，光子只须要穿过10公里厚的大气层，耗损很小，就可能实现全球化的量子通讯网路。
也就是说高耗损的地面成功传输100公里，意味着在低耗损的太空传输距离将可以达到1000公里以上。
所以，中国开始研究量子卫星，2016年，墨子号量子卫星成功发射。中国科学家15日（当地时间）在加拿大《科学》杂志上报告说，中国“墨子号”量子卫星在世界上首次实现千公里量级的量子纠缠，这意味着量子通讯向实用迈出一大步。
《自然》重大科学风波评价称：“国际同行们正在努力追赶中国，中国现今似乎是卫星量子通讯的世界领导者。
2017年，中国借助“墨子号”量子科学实验卫星在国际上率先成功实现了千公里级的星地单向量子纠缠分发，并在此基础上实现了空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子热学非定域性检验。
这次实验还成功解决了爱因斯坦与玻尔领导的赫尔辛基学派60年未决的EPR之争，否认了玻尔的正确性。
这一重要成果为未来举办大尺度量子网路和量子通讯实验研究，以及举办外太空广义相对论、量子引力等化学学基本原理的实验检验奠定了可靠的技术基础。
正由于此，《科学》杂志几位审稿人赞扬该成果是“兼具潜在实际现实应用和基础科学研究重要性的重大技术突破”并断定“绝对毫无疑惑将在学术界和广大的社会公众中形成极其巨大影响”。
从2003年参与项目开始算起，团队用14年的努力做到了世界第一，领先世界。
在军事领域，量子卫星将彻底避免间谍监听及破解的保密通讯技术，媲美外国的网路功击与防御能力，要晓得在未来军事作战就靠的是获取信息的多少，打得是信息战，而量子卫星将彻底避免日本获取敌方情报。
而量子卫星也可以民用，潘建伟预期，通过10至15年左右的努力，中国有望率先建成一个全球化的量子通讯卫星网路，量子通讯可望服务千家万户。
量子估算，中国再度领跑世界
量子计算机为何远胜过超级计算机，由于不论是精巧的智能手机，还是小型的超级计算机，她们的基本工作原理都是一样的，都是根据一定规则处理“0、1”二补码数据。所有文字、图片、视频等信息，在计算机中都可以用“0、1”数据来表示。诸如，字母A在计算机里就表示为：，每一位0或则1都被称为一个比特。
在传统计算机中，一个比特在某次估算中要么是0，要么是1，只能表示为一个状态。
而倘若借由上面所提及的量子叠加态概念，量子叠加态是指粒子可以存在于叠加态中，能同时拥有两个相反的特点，也就是我们说的波粒二象性。虽然我们在日常生活中经常面对“不是A就是B”的决择，而但在微观世界中是可以接受“既是A又是B”的。
用量子来做计算机的比特，则一个“量子比特”可以同时既为1，也为0。以10个比特为例，传统计算机一次只能表示0至1023这1024个数中的某一个数（2的10次方为1024），若这10个比特为量子比特，则每一个比特都可同时表示为0和1，这10个比特可以同时表示1024个数，远远低于传统计算机只能表示一个数的水平。
因而，量子计算机将才能极大地提高运算能力，对于有着超高复杂度的问题将有着不可取代的优势。
量子计算机将会运用于核试爆、高新技术装备模拟、战争设计和模拟、情报获取和剖析等军事领域，还有在民生领域，如气候预测、疾病医疗、石油勘察、材料科学与估算纳米技术等等。将促进世界科技的大跃进。所以全世界都想把握量子计算机。
量子估算研究的第一个阶段性目标是实现“量子估算优越性”(亦译为“量子霸权”)，即研发出量子估算靶机在特定任务的求解方面赶超精典的超级计算机。借助超导量子比特实现随机线路采样和借助光子实现玻色采样是目前国际学术界公认的演示量子估算优越性的两大途径。
1、利用光子实现玻色采样
线性光学量子估算是量子估算的方案之一。所谓线性光学量子估算，就是以光子作为载体，经过一个线性系统完成操作，输出估算结果。实现大规模比特的通用量子计算机目前看来还具有很严苛的门槛，于是，科学家希望还能首先让量子估算在特定任务上表现出比精典计算机更卓越的能力，许多科学家将眼神瞄准了玻色采样上。
“玻色采样”是指，在n个全同玻骰子经过一个干涉仪后，对n个玻骰子的整个输出态空间进行取样的问题。取样过程和分布机率息息相关。
科学家经过研究发觉，n光子“玻色采样”的分布机率反比于n维矩阵积和式（）的模方，从估算复杂度的角度来看，积和式的求解难度是“#P-hard”，当前精典最优算法须要O(n2n)步，随着光子数的降低求解步数呈指数下降。对于这样一个精典估算#P-困难的问题，在中小规模下就可以击败超级计算机。
所以玻色采样就成为了实现量子估算的两大途径之一，对于玻色采样任务来说，验证其是否从正确的分布中取样是至关重要的。目前而言，完全验证还无法做到，由于对于具有量子优势的实验来说，精典模拟的估算量将是指数级下降的，难以对大规模的实验进行验证。
2017年5月3日，世界科技界为之侧目潘建伟 量子通讯，世界上第一台赶超初期精典计算机的光量子计算机诞生。这个“世界首台”量子计算机是货真价实的“中国造”，属中国科学技术学院潘建伟院士及其朋友陆朝阳、朱晓波等，联合安徽学院王浩华院士研究组攻关突破的成果。
这是历史上第一台赶超初期精典计算机的基于单光子的量子模拟机，为最终实现赶超精典超级估算能力的量子估算这一国际学术界称之为“量子称雄”的目标，奠定了坚实的基础。
在此基础上，中国农大研究组因而借助自主发展的国际最高效率和最高品质单光子源、最大规模和最高透过率的多通道光学干涉仪，并通过与中科院北京微系统与信息技术研究所尤立星在超导纳火锅高效率单光子侦测器方面的合作，成功实现了20光子输入60×60模式(60个输入口，60层的线路深度，包括396个分束器和108个反射镜)干涉线路的玻色采样实验。
实验成功操纵的单光子数降低了5倍，模式数降低了5倍，采样速度提升了6万倍，输出态空间维数提升了百亿倍。其中，因为多光子高模式特点，输出态空间达到了三百七十万亿维数，这等效于48个量子比特展开的希尔伯特空间。为此，实验首次将玻色采样加快到一个全新的区域：难以通过精典计算机直接全面验证该玻色色采样量子估算靶机，朝着演示量子估算优越性的科学目标迈出了关键的一步。
日本数学学会网站对该工作的总结强调：“这意味着量子估算领域的一个里程碑：接近精典计算机不能模拟量子系统的地步”
据潘建伟透漏，有希望到2020年实现“量子称雄”，也就是赶超目前最快的超级计算机。
2、利用超导量子比特实现随机线路采样
2019年4月，中国农大潘建伟团队实现了国际上最大规模超导量子比特纠缠态12比特“簇态”的制备。
而要实现多个量子比特的纠缠，须要实验的每位环节（量子态的品质、操控和检测）都保持极高的技术水平，但是随着量子比特数量的降低，噪音和杂讯等诱因带来的错误也急剧降低，这对多量子体系的设计、加工和调控带来了巨大的挑战。
潘建伟院士及其朋友朱晓波、陆朝阳、彭承志等通过设计和加工了高品质的12比特一维链超导比特芯片，而且采用并行逻辑门操作方法防止比特间的杂讯，以及热循环操作消除不须要的二基态系统对于比特性能的影响，首次制备并验证了12个超导比特的真纠缠，保真度达到70%，打破了2017年由中国农大、浙江学院、物理所联合研究组创造的10个超导量子比特纠缠的记录。这也是目前固态量子系统中规模最大的多体纠缠态，可为下一步实现大规模随机线路取样和可扩充双向量子估算奠定基础。
要晓得，正由于做出这么卓越的成就，潘建伟院士35岁就夺得了世界大奖——菲涅尔奖，这个奖项每三年颁授一次，主要授予在量子电子学和量子光学领域作出杰出贡献的青年科学家。41岁就成为了教授，而做出这么多卓越的成就，潘建伟院士去年也才49岁，正处于科研的颠峰时期。
让我们一起向潘建伟院士致敬，希望他可以做出更多卓越的成果。