潘建伟由于在量子信息实验领域的杰出贡献,获国家自然科学一等奖,军队科技进步一等奖,未来科学大奖物质科学奖,香港求是科技基金会“杰出科学家奖”,何梁何利基金“科学与技术成就奖”,中国科学院“杰出科技成就奖”,欧洲物理学会菲涅尔奖,国际量子通信、测量与计算学会国际量子通信奖,国际激光科学及量子光学兰姆奖,美国科学促进会克利夫兰奖,美国光学学会伍德奖,墨子量子奖以及德国蔡司研究奖等国内外学术荣誉奖项。2017年获“全国创新争先”奖章,2018年获“改革先锋”奖章,2019年获“最美奋斗者”称号。