2003年，潘建偉團隊開始實驗“長距離”量子糾纏，從13公里到100公里，從追趕走向超越。2012年8月9日，國際學術期刊《自然》雜誌以封面標題形式發表了潘建偉團隊的研究成果：他們在國際上首次成功實現了“百公里”量級的自由空間量子隱形傳態和糾纏分發。
這一成果不僅刷新世界紀錄，有望成為遠距離量子通信的里程碑，而且為發射全球首顆量子科學實驗衛星即如今的“墨子號”奠定了技術基礎。同年12月6日，《自然》雜誌為該成果專門撰寫了長篇新聞特稿《數據隱形傳輸：量子太空競賽》，詳細報道了這場激烈的量子太空競賽。
又過了4年，潘建偉團隊通過發射“墨子號”衛星，將“量子糾纏”的實驗距離拉到“1200公里”，把科學家一直假想的實驗變成了現實，也讓中國量子在太空中領跑全球。
加拿大滑鐵盧大學量子技術專家延內魏因說，國際上確實存在量子科研競賽。“中國團隊已克服了好幾個重大技術與科學挑戰，清楚地表明了他們在量子通信領域處於世界領先地位。”
相應地，類似的實驗，歐盟、加拿大、日本都有科學家在呼籲和推進。但或因技術積累不夠，或因資金支持不夠，目前進展緩慢。
以美國為例，2015年美國航空航天局宣布一項計劃：在其總部與噴氣推進實驗室之間建立一個直線距離600千米、光纖皮長1000千米左右、10個中轉基站的遠距離光纖量子通信幹線，並計劃拓展到星地量子通信。不過，目前該計劃尚未有實際進展的最新消息。
2015年年末，英國政府發布的《量子時代的技術機遇》報告顯示，中國在量子科技的論文發表上排在全球第一、專利應用排名第二。在“第二次量子革命”的起步階段，中國異軍突起進入“領跑陣營”。
如今，在最新量子太空競賽中，中國“墨子號”再次獨占鰲頭，第一個衝過“千公里”量級的跑線。參與這次實驗的兩個地面站分別是青海德令哈站和雲南麗江高美古站，兩站距離1203公里。有評論稱，發射後僅僅數月，世界上首顆量子通信衛星就已經達到了它最具雄心的目標之一，量子通信向實用邁出一大步。
異軍突起：體制機制做後盾
潘建偉不止一次地被問到：中國這一次為何得以領先歐美國家？
而他的回答，往往是“集中力量辦大事”，有賴於中國“大科學”項目建設的高效性。
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