广义地说，量子通信是指把量子态从一个地方传送到另一个地方，它的内容包含量子隐形传态，量子纠缠交换和量子密钥分配。狭义地说，我们谈到量子通信时，实际上只是指量子密钥分配或者基于量子密钥分配的安全保密通信。

通俗地说，量子密钥分配是利用“脆弱”的量子态荷载信息，从而保护秘密信息不被窃听。由此可见一斑，量子通信其实是一种非常精巧的通信“艺术”；它工作在 单光子的能量水平上，需要分辨光子多种自由度的状态，还需要尽力抵御环境带来的损耗和干扰；而经典光通信则基本上只需要分辨由许许多多光子组成的光信号的 能量大小，并且适当地提高信号能量对抗环境噪声就可以了。像量子通信这样纤巧的艺术，当然不止可以提高通信安全性。现在人们已认识到，量子通信（不仅仅指量子密钥分配）还可以降低通信的能量损耗，提高信道传输容量，扩充网络的地址资源。这些优点每一项对于未来的通信都是十分重要的，因此欧洲和日本都已将量子通信纳入新一代通信网络的开发进程之中。

量子态隐形传输一直是学术界和公众的关注焦点。其基本思想是：将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分，它们分别经由经典通道和量子通道传送给接收者。 经典信息是发送者对原物进行某种测量而获得的，量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息；而量子通道是指可以保持量子态的量子特性的传输通道。（比如 说，保偏光纤对于光子的量子偏振态就是一种量子通道。但在隐形传态中，量子通道的角色是由双方共享的量子纠缠态担任的。）接收者在获得这两种信息后，就可 以制备出原物量子态的完全复制品。该过程中传送的仅仅是原物的量子态，而不是原物本身。发送者甚至可以对这个量子态一无所知，而接收者是将别的粒子处于原 物的量子态上。

当隐形传输的量子态是一个纠缠态时，隐形传输就变成了量子纠缠交换。利用纠缠交换，可以将两个原本毫无联系的粒子纠缠起来，在它们之间建立量子关联。关于纠缠和量子关联这些概念，我们将在后面介绍。

隐形传态和纠缠交换可以把物体的量子信息在瞬间精确无误地传送到遥远的地方，这看起来很像科幻电影中的瞬时传送，或者电子游戏中的传送门之类的神奇功能。 当然，在我们能够把生命完全分解成量子信息和经典信息，并建立足够多的纠缠资源之前，传送门还只是个美好的幻想。不过，隐形传态和纠缠交换并不仅仅是一个 用来憧憬美好幻想的奇妙现象，利用它们可以实现超远距离的量子密钥分配，为全球范围的通信加上一把安全的“量子锁”。

现在，实用的量子通信技术都基于量子密钥分配（Quantum Key Distribution），也就是说仅使用量子态产生经典密钥，需要传递的经典信息则根据这个密钥由经典的私钥加密系统加密。量子通信的安全性保障了密 钥的安全性，从而保证加密后的信息是安全的。不用量子通信的方式传递全部经典信息的原因是：在目前和可以预见的未来，这样做的成本都太昂贵，并且可能反而 效率低下、不够安全。因此，人们决定只利用量子通信来产生密钥，以便提高效率。量子密钥分配还有一个好处——不需要大面积地改造现有的通信设备和线路。

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