潘建伟领衔团队与相关课题组密切协作，创新性突破包括天地双向高精度光跟瞄、空间高亮度量子纠缠源、抗强度涨落诱骗态量子光源以及空间长寿命低噪声单光子探测等多项国际领先的关键技术，利用量子卫星“墨子号”在国际上率先实现千公里级星地双向量子纠缠分发，在此基础上实现空间尺度严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验；实现千公里级星地量子密钥分发和地星量子隐形传态，密钥分发速率比地面同距离光纤量子通信水平提高20个数量级，为构建覆盖全球的天地一体化量子保密通信网络提供可靠技术支撑，为我国未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究奠定了坚实科学与技术基础。相关研究进展分别发表在2017年6月16日《Science》和2017年9月7日《Nature》，引起国际学术界和媒体广泛关注。潘建伟入选《Nature》评选的“2017年度改变世界十大科学人物”，被称之为“让量子通信驰骋于天地之间的物理学家”。

据了解，根据得票高低，“2017年度中国科学十大进展”分别为：实现星地千公里级量子纠缠和密钥分发及隐形传态，将病毒直接转化为活疫苗及治疗性药物，首次探测到双粲重子，实验发现三重简并费米子，实现氢气的低温制备和存储，研发出基于共格纳米析出强化的新一代超高强钢，利用量子相变确定性制备出多粒子纠缠态，中国发现新型古人类化石，酵母长染色体的精准定制合成，研制出可实现自由状态脑成像的微型显微成像系统。这10项具有国际领先水平的重大科学进展，是从30个候选项目中脱颖而出的。

“中国科学十大进展”遴选活动由科技部基础研究管理中心牵头，联合《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》5家编辑部共同组织，至今已举办13届。