想像力比知識更重要，由于知識是有限的，而想像力概括著世界上的一切，促使著進步，而且是知識進化的源泉。嚴肅地說，想像力是科學研究中的實在誘因。—愛因斯坦（A.）
量子通訊是借助量子糾纏和量子態的特點來實現通訊的一種形式。量子糾纏是指兩個或多個量子系統之間存在一種特殊的互相關系，雖然它們之間的距離很遠，它們的狀態依然是相關的。這些互相關系可以拿來傳輸信息。量子態是指一個量子系統的狀態，它可以是一個粒子的載流子、位置等。
一、量子通訊概述
量子通訊是由量子態攜帶信息的通訊，它借助光子等基本粒子的量子糾纏原理實現保密通訊。溯源量子通訊的起源，還得從愛因斯坦的量子糾纏——糾纏態粒子之間的互相影響說起，幾六年來，化學學家仍然企圖驗證這些神奇特點是否真實。1982年，澳洲化學學家艾倫·愛斯派克特（Alain·）小組成功地完成了一項實驗，否認了微觀粒子——量子糾纏現象確實存在。實驗否認了愛因斯坦的幽靈——任何兩種物質之間，不管距離多遠，都有可能互相影響，而不受四維時空的約束。
在量子糾纏理論的基礎上，1993年，加拿大科學家C.H.提出了量子通訊的概念。
1997年，在法國留學的中國青年學者潘建偉與法國學者丹巴斯特等人合作，首次實現了未知量子態的遠程傳輸。這是國際上首次在實驗中成功地將一個量子態從甲地的光子傳送到乙地的光子上。實驗中傳輸的只是抒發量子信息的“狀態”，作為信息載體的光子本身并不被傳輸。
量子通訊是指借助量子糾纏效應進行信息傳遞的一種絕對安全的新型通訊方法，其核心就是通過量子秘鑰分發，實現相距遙遠的通訊雙方共享絕對安全的魚子秘鑰。所以量子傳輸實物，量子秘鑰分發的發展史幾乎也就是量子通訊的發展史。魚子秘鑰分發須要將信息編碼在單個光子的量子態上，并且在實際的量子秘鑰分發實驗中，因為理想的單光子源技術尚不成熟，一般使用弱相干光源作為代替，這也造成保密性的減少。2005年，復旦學院王向斌院士和倫敦學院Lo等人分別獨立提出了可實用化的引誘態方案，大大提高了基于弱相干光源的量子秘鑰分發的理論安全傳輸距離。此后，量子通訊得到了急速發展，并逐漸步入實用化的階段。
在早已成熟的精典光纖通訊技術的支持下，基于光纖傳輸的量子通訊發展尤為迅猛。
1993年，日內瓦學院等人首次完成了基于偏振光態編碼的光纖量子秘鑰分發實驗，傳輸距離為1km，此后在1995年將這個距離提升到了23km。引誘態理論提出后，在2007年，中國科學技術學院潘建偉小組完成了100km光纖傳輸距離的引誘態量子秘鑰分發實驗。2010年，潘建偉小組實現了200km的光纖量子秘鑰分發實驗。2015年，Korzh等人將傳輸距離刷新到307km，這是目前光纖信道分發量子秘鑰的最大傳輸距離。
另一方面，隨著光纖傳輸量子通訊技術的成熟，實用化的光纖傳輸量子通訊網路也漸漸發展上去，包括日本的DARPA量子通訊網路、歐洲的量子通訊網路、瑞士的量子通訊網路和東京的Tokyo量子通訊網路等。而中國科學技術學院潘建偉小組也分別在上海、濟南和西安構建了實用化的城域量子通訊實驗網，結合目前正在建設中的量子通訊滬寧干線，將在未來聯接天津、濟南、合肥和北京，實現可擴充的廣域網光纖傳輸量子通訊。
二、量子通訊系統
量子通訊是借助量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型通訊方法，是量子論和信息論相結合的新領域，主要涉及量子密碼通訊、量子遠程傳態和量子密集編碼等。
量子通訊的基本思想是，將原物的信息分成精典信息和量子信息兩部份，它們分別經精典信道和量子信道傳送給接收者，如圖10.8.1所示。精典信息是發送者對原物質進行某種檢測而獲得的，量子信息是發送者在檢測中未提取的其余信息；接收者在獲得了這兩種信息后，就可以制備出原物量子態的完全復制品。該過程中傳送的僅是原物質的量子態，而不是原物本身。
圖10.8.1量子通訊系統原理示意圖
在圖10.8.1中，A端是量子傳態的發送者，B端是量子傳態的接收者。精典信道是指傳送數據、聲音粒子①的光纖信道或無線信道，傳送的是精典信息。量子信道指的是處在量子糾纏狀態的粒子對②、③，糾纏源把粒子②發給A端，把粒子③發給B端，它們之間傳遞的是量子信息。A端對手中的粒子①和粒子②進行檢測，并將其檢測結果作為精典信息通過精典信道立刻通知B端，B端按A端的通知，變換為粒子①原來的狀態，并制備在粒子③上，完成了量子信息由A到B的傳送。
量子通訊與精典通訊有以下特點：量子信息傳遞時無須預先曉得接收方在那里；量子信息傳遞過程不會被任何障礙所阻隔，因此，量子隱型傳態是量子態的超空間傳送；量子信息的傳遞速率取決于量子態的塌縮速率，而塌縮速率大大超過光速，因此，量子信息的傳遞速率是超光速的；原物信息的傳遞仍需精典信道，而精典信道上信息的傳遞速率不會超過光速，故原物信息的傳遞速率不會超過光速。
三、量子通訊的優勢與傳統通訊方法相比，量子通訊具有以下優勢：
1.安全性高：因為量子通訊借助量子力學的特點來實現通訊，因而具有高度的安全性。傳統的加密方法可以被破解，而量子通訊則不會遭到監聽和破解的恐嚇。
2.傳輸距離遠：量子糾纏可以實現遠距離的通訊，因而量子通訊可以在更遠的距離內傳輸信息。
3.傳輸速率快：量子通訊的傳輸速率比傳統通訊方法更快，可以在更短的時間內傳輸更多的信息。四、量子通訊的發展趨勢量子通訊是一種新興的通訊技術，它的發展前景十分寬廣。未來的量子通訊技術將會有以下趨勢：
1.發展量子網路：量子網路是指由多個量子節點組成的網路，它可以實現更復雜的量子通訊。未來的量子通訊技術將會發展出更為復雜的量子網路，實現更為高效的通訊。
2.提升量子通訊的速率：目前，量子通訊的傳輸速率還比較慢，未來的量子通訊技術將會提升傳輸速率，實現更為高效的通訊。
3.實現量子通訊的商業化：量子通訊目前還處于實驗階段，未來的量子通訊技術將會實現商業化量子傳輸實物，為人們的日常生活帶來更多的便利。五、總結量子通訊是一種全新的通訊方法，它借助量子力學的特點來實現安全的通訊。未來的量子通訊技術將會發展出更為復雜的量子網路，實現更為高效的通訊。其實目前的量子通訊技術還處于實驗階段，并且未來的量子通訊技術將會為人們的日常生活帶來更多的便利。