物理上，量子通信可以被理解為在物理極限下，利用量子效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的高性能通信。

　　量子通信是量子信息學(xué)的一個(gè)重要分支，是量子信息中研究較早的領(lǐng)域。量子通信具有絕對保密、通信容量大、傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)，可以完成經(jīng)典通信所不能完成的特殊任務(wù)。量子通信可以用來構(gòu)建無法破譯的密鑰系統(tǒng)，因此量子通信成為當(dāng)今世界關(guān)注的科技前沿。量子通信是以量子態(tài)作為信息元實(shí)現(xiàn)對信息的有效傳送。它是繼電話和光通信之后通信史上的又一次革命。

　　量子通信的基本思想主要包括兩部分：一為量子密鑰分配，二為量子態(tài)隱形傳輸。

　　量子態(tài)隱形傳輸

　　量子態(tài)隱形傳輸一直是學(xué)術(shù)界和公眾的關(guān)注焦點(diǎn)。其基本思想是：將原物的信息分成經(jīng)典信息和量子信息兩部分，它們分別經(jīng)由經(jīng)典通道和量子通道傳送給接收者。經(jīng)典信息是發(fā)送者對原物進(jìn)行某種測量而獲得的，量子信息是發(fā)送者在測量中未提取的其余信息；而量子通道是指可以保持量子態(tài)的量子特性的傳輸通道。（比如說，保偏光纖對于光子的量子偏振態(tài)而言就是一種量子通道。但在量子態(tài)隱形傳輸態(tài)中，量子通道的角色是由雙方共享的量子糾纏態(tài)所擔(dān)任的。）接收者在獲得這兩種信息后，就可以制備出原物量子態(tài)的完全復(fù)制品。該過程中傳送的僅僅是原物的量子態(tài)，而不是原物本身。發(fā)送者甚至可以對這個(gè)量子態(tài)一無所知，而接收者是將別的粒子處于原物的量子態(tài)上。

　　當(dāng)隱形傳輸?shù)牧孔討B(tài)是一個(gè)糾纏態(tài)的一部分時(shí)，隱形傳輸就變成了量子糾纏交換。利用糾纏交換，可以將兩個(gè)原本毫無聯(lián)系的粒子糾纏起來，在它們之間建立量子關(guān)聯(lián)。

　　隱形傳態(tài)和糾纏交換可以把物體的量子信息在瞬間精確無誤地傳送到遙遠(yuǎn)的地方，這看起來很像科幻電影中的瞬時(shí)傳送，或者電子游戲中的傳送門之類的神奇功能。當(dāng)然，在我們能夠把生命完全分解成量子信息和經(jīng)典信息，并建立足夠多的糾纏資源之前，傳送門還只是個(gè)美好的幻想。不過，隱形傳態(tài)和糾纏交換并不僅僅是一個(gè)用來憧憬美好幻想的奇妙現(xiàn)象，利用它們可以實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的量子密鑰分配，為全球范圍的通信加上一把安全的“量子鎖”。

　　量子密鑰分配

　　量子密鑰分配不是用于傳送保密內(nèi)容，而是在于建立和傳輸密碼本，即在保密通信雙方分配密鑰，俗稱量子密碼通信。

　　1984年，美國的Bennett和加拿大的Brassart提出著明的BB84協(xié)議，即用量子比特作為信息載體，利用光的偏振特性對量子態(tài)進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)對密鑰的產(chǎn)生和安全分配。BB84協(xié)議被證明是迄今為止無人攻破的安全密鑰分配方式，量子測不準(zhǔn)原理和量子不可克隆原理，保證了它的無條件安全性。

　　通過量子密鑰分配可以對安全的通信密碼加以建立，在一次一次的加密方式下，點(diǎn)對點(diǎn)方式的安全經(jīng)典通信便得以實(shí)現(xiàn)。量子通信的安全性保障了密鑰的安全性，從而保證加密后的信息是安全的。量子密鑰分配還有一個(gè)好處——不需要大面積地改造現(xiàn)有的通信設(shè)備和線路。量子密鑰分配突破了傳統(tǒng)加密方法的束縛，以不可復(fù)制的量子狀態(tài)作為密鑰，具有理論上的“無條件安全性”。任何截獲或測試量子密鑰的操作，都會(huì)改變量子狀態(tài)。這樣，截獲者得到的只是無意義的信息，而信息的合法接收者也可以從量子態(tài)的改變，知道密鑰曾被截取過。最重要的是，與經(jīng)典的公鑰密碼體系不同，即使實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)甚至得到普及，量子密鑰分配仍是安全的。