量子纠缠，被爱因斯坦称为“遥远地点间幽灵般的相互作用”，现在科学家用真实的实验证实了爱因斯坦的想象。为了认识和促进光子之间的纠缠状态，潘建伟同国内及德国、奥地利专家合作，对这一世界性难题研究了近十年。

　　量子信息专家郭光灿院士对量子纠缠概念做了如下的描述：量子纠缠是光子间的神秘的联系，奇妙在其中的一个光子经过测量就可以了解另外一个光子的状态；光子纠缠是一个整体，两个光子作为一个整体来看时如果试图窃听或偷走其中一个光子的信息，你将任何信息都得不到。这是另外一个特性，这就是其保密安全性所在。但由于在量子通信通道中存在种种不可避免的环境噪声，“量子纠缠态”的品质会随着传送距离的增加而逐渐降低，导致量子通信手段目前只能停留在短距离应用上。

　　在国内学术界对量子通信领域的研究还很陌生的时候，1999年，潘建伟有关实现未知量子态的远程输送的研究成果，同伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论等影响世界的重大研究成果，一起被著名的《自然》杂志评为“百年物理学21篇经典论文”。那一年，他才29岁。

　　近几年来，潘建伟和他的研究小组的多个“世界首次”让世界同行感到惊奇。2004年，当潘建伟、杨涛等人关于“五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输”的论文发表后，研究成果同时入选欧洲物理学会和美国物理学会的年度十大进展。

　　数一数潘建伟发表的论文，就可以从侧面证明他在该领域具有的核心竞争力：《自然》杂志8篇，《自然·物理》杂志1篇，《物理评论快报》27篇，均属于顶级的学术刊物。在短短几年里，一个人数不多的研究小组竟然能够在世界顶级学术刊物发表36篇论文，对于高水平论文稀缺的中国科学界来说，是极为罕见的。这也说明，潘建伟小组在量子通讯领域的某一方面的确是具有世界领先水平的。在当今中国，发表一两篇高质量、原创性的论文可能并不稀奇，但在竞争激烈的世界科学的前沿牢牢地占据一个立足点乃至制高点，是弥足珍贵的。

　　2005年，潘建伟还荣幸地被综述杂志《现代物理评论》邀请撰写综述文章，这是我国实验物理学家在《现代物理评论》上撰写的第一篇文章。能够被邀请在如此权威的学术杂志上撰写综述文章，意味着作者在该领域所享有的声望与权威性。