量子糾纏時(shí)表現(xiàn)出的特點(diǎn)是，假如一個(gè)糾纏狀態(tài)中的粒子被觀測(cè)這么一定會(huì)造成這些糾纏態(tài)的崩塌，而量子的倒塌后的狀態(tài)具有對(duì)稱性的，而量子通訊的安全正是借助這個(gè)特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的。
在量子通訊中，先事先建立一對(duì)具有糾纏態(tài)的光子，將兩個(gè)光子分別置于通訊雙方，將具有未知量子態(tài)的粒子與發(fā)送方的粒子進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)。當(dāng)粒子頓時(shí)發(fā)生崩塌后，可將聯(lián)合檢測(cè)的信息通過精典信道傳送給接收方，接收方按照接收到的信息對(duì)倒塌的粒子進(jìn)行幺正變換（相當(dāng)于逆轉(zhuǎn)變換），即可得到與發(fā)送方完全相同的未知量子態(tài)。
而同時(shí)，每一對(duì)糾纏狀態(tài)的粒子的“量子通道”是不一樣的，所以根本不存在半路上信息被攔截或則被竊取的這樣的風(fēng)險(xiǎn)。這就是量子通訊的安全原理。
量子糾纏在目前被用于“量子通訊加密技術(shù)上”：借助量子相干疊加原理所形成的量子保密通訊的一種技術(shù)。
中科大潘建偉研究組在2013年首次實(shí)現(xiàn)檢測(cè)設(shè)備無關(guān)的量子密鑰分發(fā)，徹底解決針對(duì)偵測(cè)系統(tǒng)的黑客功擊。
開發(fā)適用性量子密鑰分發(fā)的三大目標(biāo)：降低安全通訊距離、提高安全成分辨率，提升顯示系統(tǒng)安全性。另，量子密鑰分發(fā)可為分隔兩地用戶提供無條件安全的共享密鑰。
2014年潘建偉研究組將安全通訊距離拓展至200公里，2016年，成功將檢測(cè)設(shè)備無源的量子密鑰分發(fā)到404公里超低耗損光纖和311公里普通光纖距離。
但這并不是量子通訊的真正意義上的量子通訊，并且這些技術(shù)也是屬于量子通訊技術(shù)范圍內(nèi)的一種。
其次，借助量子的不可克隆性質(zhì)生成量子密碼。他是二補(bǔ)碼方式的，可以給精典的二補(bǔ)碼信息加密，這些通訊方法稱為“量子秘鑰分發(fā)”。
借助“量子不可克隆定律，量子不可分割”特性，在遙遠(yuǎn)兩地的用戶，可共享無條件安全的秘鑰，借助該秘鑰對(duì)信息進(jìn)行一次一密的嚴(yán)格加密，保證通訊安全。
這也是目前已知惟一的不可監(jiān)聽、不可破譯的分發(fā)形式。
我國(guó)潘建偉院士所率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)研究和發(fā)明的全球首顆量子通訊實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了千公里級(jí)星地單向量子糾纏分發(fā)，率先實(shí)現(xiàn)了千公里級(jí)星地高速量子秘鑰分發(fā)，并通過衛(wèi)星中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)廣域量子保密通訊。
沒錯(cuò)，只有才能傳遞信息，＂超光速＂能夠?yàn)橥ㄓ嵃l(fā)揮真正的意義。量子糾纏技術(shù)是安全的傳輸信息的加密技術(shù)，與超光速無關(guān)。
雖然曉得這種粒子之間＂交流＂的速率是光速的幾千倍，但我們卻未能借助這些聯(lián)系以這么快的速率控制和傳遞信息。雖然中國(guó)在國(guó)際取得重大突破的“量子通訊”也是用在信息保密上，難以達(dá)到光子的遁地。
因而愛因斯坦提出的規(guī)則，也即任何信息傳遞的速率都未能超過光速，一直創(chuàng)立。干涉量子糾纏的時(shí)侯，量子糾纏態(tài)會(huì)立刻清除，所以未能借助這些能力發(fā)送訊號(hào)。
愛因斯坦曾提出，任何信息傳遞的速率都未能超過光速，實(shí)際上是這樣嗎？與量子糾纏相比呢？
量子糾纏（），是一種量子熱學(xué)現(xiàn)象。
量子糾纏由1935年由愛因斯坦、波多爾斯基和羅森提出的一種波。它們是兩個(gè)子系統(tǒng)的整體，假如用X1，X2分別代表了兩個(gè)粒子的座標(biāo)，量子糾纏是粒子在由兩個(gè)或兩個(gè)以上粒子組成系統(tǒng)中互相影響的現(xiàn)象，盡管粒子在空間上可能分開。
量子糾纏說明在兩個(gè)或兩個(gè)以上的穩(wěn)定粒子間，會(huì)有強(qiáng)的量子關(guān)聯(lián)。量子傳遞不受距離的限制，盡管X1、X2兩個(gè)粒子分隔在半徑達(dá)1000萬光年的銀河系兩端，一個(gè)粒子的變化仍會(huì)頓時(shí)影響另外一個(gè)粒子。
愛因斯坦將量子糾纏稱為＂鬼魅似的遠(yuǎn)距作用（神鬼級(jí)的遠(yuǎn)距離互相操作作用）
量子糾纏的作用速率比光速還快。量子糾纏的作用速率被覺得起碼比光速快10，000倍。檢測(cè)的效應(yīng)具有瞬時(shí)性質(zhì)。
量子熱學(xué)的提出
1952年，玻姆在《物理學(xué)評(píng)論》提出了量子熱學(xué)的隱變量解釋。玻姆覺得，在量子世界中粒子依然是順著一條精確的連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)的，只是這條軌跡除了由一般的力來決定，但是還遭到一種更微妙的量子勢(shì)的影響。量子勢(shì)由波函數(shù)形成，它通過提供關(guān)于整個(gè)環(huán)境的能動(dòng)信息來引導(dǎo)粒子運(yùn)動(dòng)，正是它的存在引起了微觀粒子不同于宏觀物體的奇特的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。
而愛因斯坦卻覺得這些能左右量子運(yùn)動(dòng)的環(huán)境并不存在。
按照量子熱學(xué)的“不確定性原理”，處于糾纏態(tài)的兩個(gè)粒子，在被“觀測(cè)”之前，其狀態(tài)是“不確定”的，假如對(duì)其中的一個(gè)粒子進(jìn)行觀測(cè)，在確定了這個(gè)粒子狀態(tài)的同時(shí)，另外的一個(gè)粒子的狀態(tài)頓時(shí)也會(huì)被確定）。這些鬼魅通常的“傳遞”作用不但有違常理，也“違背”了愛因斯坦的相對(duì)論，但這偏偏又是無可爭(zhēng)辯的事實(shí)。愛因斯坦據(jù)此覺得量子熱學(xué)一直存在缺陷，是不完備的。
波爾覺得量子糾纏之現(xiàn)象并不違反相對(duì)論，在量子熱學(xué)的層面上，在檢測(cè)粒子前，你不能定義它們，實(shí)際上它們?nèi)允且粋€(gè)整體。不過在檢測(cè)它們?nèi)缓螅鼈兌紩?huì)脫離量子糾纏的狀態(tài)。
樸實(shí)的解釋可理解成：量子熱學(xué)應(yīng)當(dāng)是承載信息的狀態(tài)。一大一小的香蕉被裝到兩個(gè)袋子里頭量子糾纏通訊，分別送到銀河系里的兩個(gè)星球上，當(dāng)未打開箱寅時(shí)，并不曉得各自星球的袋子上，裝的是哪些香蕉。而當(dāng)其中一個(gè)袋子安陽了以后，該香蕉得到確認(rèn)了，另一個(gè)袋子哪怕遙遠(yuǎn)在外星球，它的狀態(tài)也會(huì)得到公示。
我國(guó)明朝的思想家王陽明有句諺語：“你未看此花時(shí)，此花與汝同寂，你來看此花時(shí)，此花顏色一時(shí)明白上去。”這句話常年被當(dāng)作唯物主義言論而被批判，如今看來，這簡(jiǎn)直就是量子熱學(xué)解釋的翻版。
關(guān)于量子熱學(xué)之研究
1993年，加拿大科學(xué)家C．H．提出了量子通訊的概念。量子通訊是由量子態(tài)攜帶信息的通訊方法，它借助光子等基本粒子的量子糾纏原理實(shí)現(xiàn)保密通訊過程。
1997年在荷蘭留學(xué)的中國(guó)青年學(xué)者潘建偉與英國(guó)學(xué)者丹巴斯特等人合作，首次實(shí)現(xiàn)了未知量子態(tài)的遠(yuǎn)程傳輸。
這是國(guó)際上首次在實(shí)驗(yàn)上成功地將一個(gè)量子態(tài)從甲地的光子傳送到乙地的光子上。實(shí)驗(yàn)中傳輸?shù)闹皇鞘惆l(fā)量子信息的“狀態(tài)”，作為信息載體的光子本身并不被傳輸。
多光子糾纏態(tài)的制備和操控仍然是量子信息領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。世界上普遍借助晶體中的非線性過程來形成多光子糾纏態(tài)，其難度會(huì)隨著光子數(shù)量的降低而指數(shù)減小。
2000年，新加坡國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局在離子阱系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了四離子的糾纏態(tài)。
2004年，西安微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室量子化學(xué)與量子信息研究部的研究人員，在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)五光子糾纏的操縱。
2005年末，這一記錄再度被打破。日本國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局和英國(guó)因斯布魯克小組分別宣布和八個(gè)離子的糾纏態(tài)。
2009年9月，潘建偉的科研團(tuán)隊(duì)在3節(jié)點(diǎn)支鏈光量子電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上，建成了世界上首個(gè)全通型量子通訊網(wǎng)路，首次實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)語音量子保密通訊。這一成果在同類產(chǎn)品中高踞國(guó)際先進(jìn)水平，標(biāo)志著中國(guó)在城域量子網(wǎng)路關(guān)鍵技術(shù)方面早已達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化要求。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)潘建偉、彭承志、陳宇翱等人，與中科院武漢技術(shù)化學(xué)研究所王建宇、光電技術(shù)研究所黃永梅等組成聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，于2011年10月在甘肅湖首次成功實(shí)現(xiàn)了百公里量級(jí)的自由空間量子隱型傳態(tài)和糾纏分發(fā)。
2011年11月22日，中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李傳鋒、黃運(yùn)鋒研究組在郭光燦教授的領(lǐng)導(dǎo)下，成功制備出八光子糾纏態(tài)－－GHZ態(tài)，通過糾纏態(tài)完成了八端口量子通訊復(fù)雜性實(shí)驗(yàn)展示量子通訊抗干擾能力強(qiáng)、傳播速率快的優(yōu)越性。該研究工作見于《自然·通訊》上。
根據(jù)構(gòu)建在“不確定性原理”基礎(chǔ)上的“量子糾纏”，科學(xué)家們提出了“量子通訊”的構(gòu)想，根據(jù)不確定性的原理，這些傳輸信息的方法從根本上防止了被破譯的可能，即便信息被截取，其“不確定性”使得破譯者根本無從下手。
在貝內(nèi)特提出量子通訊概念之后，6位來自不同國(guó)家的科學(xué)家，基于量子糾纏理論，提出了借助精典與量子相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)量子隱型傳送的方案，將要某個(gè)粒子的未知量子態(tài)傳送到另一個(gè)地方，把另一個(gè)粒子制備到該量子態(tài)上，而原先的粒子仍留在原處，這就是量子通訊最初的基本方案。
2017年6月15日，《科學(xué)》雜志以封面論文方式，報(bào)導(dǎo)了中國(guó)＂墨子號(hào)＂量子衛(wèi)星首次實(shí)現(xiàn)上千公里量子糾纏的消息，相較于此前144公里的最高量子傳輸距離紀(jì)錄量子糾纏通訊，此次跨越意味著絕對(duì)安全的量子通訊離實(shí)用又近了一步。
在高耗損的地面成功傳輸100公里，意味著在低耗損的太空傳輸距離將可以達(dá)到1000公里以上，基本上解決了量子通信衛(wèi)星的遠(yuǎn)距離信息傳輸問題。以量子通信衛(wèi)星核心技術(shù)的突破，也表明未來建立全球量子通訊網(wǎng)路具備技術(shù)可行性。