量子熱學的構建帶來了第一次量子革命，催生了以現代信息技術為代表的第三次工業革命，從根本上改變了人類的生活形式和社會面貌。
隨著人類對量子熱學的認識、理解和研究不斷深入，以微觀粒子系統為操控對象，利用其獨到化學現象進行信息獲取、處理和傳輸的量子信息技術應運而生，并有望促進第二次量子革命，對未來社會形成本質的影響。
量子信息技術主要包括量子估算、量子通訊和量子檢測三大領域，其中，量子通訊早已成為信息通訊技術變遷和產業升級的關注焦點之一。
糾纏特點讓一對量子“心靈相通”
一對糾纏量子雖然相距遙遠距離，其中一個粒子的行為也會頓時影響另一個的狀態，這些空間影響速率可趕超光速，打破了愛因斯坦提出的定域性原理。
量子通訊借助量子疊加態或量子糾纏效應等進行信息或秘鑰傳輸量子通訊的原理，基于量子熱學原理保證傳輸安全性，主要分量子隱型傳態和量子秘鑰分發兩類。這個過程中，量子的疊加態特點發揮了重要作用，甚至量子糾纏也是多粒子的一種疊加態。
量子糾纏指的是粒子在由兩個或兩個以上粒子組成系統中互相影響的現象，雖然相距遙遠，一個粒子的行為也會影響另一個的狀態。當其中一顆被操作（比如量子檢測）而狀態發生變化，另一顆也會即刻發生相應的狀態變化。
這些跨越空間的、瞬間影響雙方的量子糾纏，以前被稱為“鬼魅似的超距作用”，愛因斯坦曾據此來指責量子熱學的完備性，由于這個超距作用違背了他提出的定域性原理，即任何空間上互相影響的速率都不能超過光速。
化學學家玻姆在愛因斯坦的定域性基礎上，提出了隱變量理論來解釋這些超距互相作用，他覺得微觀粒子沒有客觀實在性，只有當人們檢測時它們才具有確定的性質。化學學家貝爾通過實驗論證了量子非定域性的存在，向世人證明了量子糾纏是非定域的，而隱變量理論是錯的。
1984年量子通訊的原理，IBM的貝內特和加拿大學院的布拉薩德提出了第一個實用型量子秘鑰分配系統，被稱BB84方案，即將標志量子保密通訊的誕生。
BB84方案的基本原理是，收發雙方的信息可以用光子偏振光態表示，如果張三利用隨機偏振光發送信息，李四發覺并記錄下信息。之后，張三在公頻告知李四偏振光頻度，雙方根據正確的偏振光比對選擇的信息部份。
事實上，BB84方案似乎應用了量子通道，傳輸的卻仍是精典信息，而真正的量子通訊是將信息編碼在量子比特上，在量子通道中將量子比特從乙方傳給甲方，直接實現信息的傳遞。
例如在精典通訊中，張三將須要傳輸的文件經過掃描后得到的信息，通過精典通道傳送給李四，前者可將文件復印下來。但是，張三不可能用這些方法將一個量子態傳輸給李四。由于要傳輸就必需要檢測，但量子態一經檢測便發生坍縮，不再是原先的量子態了。
這么，怎樣在不造成坍縮的情況下，將一個量子態傳輸出去呢？
1993年貝內特等人提出了基于EPR對（總動量總載流子為零的粒子對）的隱型傳態合同，借助兩個精典比特信道和一個纏繞比特實現了一個量子比特的傳輸。這個傳輸過程先是制備兩個有糾纏的量子（粒子）A和B，如果張三和李四各持一個。之后，張三對須要傳送的量子態X和手中的A做“貝爾檢測”，確認兩個粒子深陷糾纏。檢測后，X的量子態坍縮了，但它的狀態信息隱藏在A中，使A也發生變化，但并非坍縮。
由于A和B相互糾纏，A的變化立刻影響B，讓B也發生變化。不過這個時侯李四還不能觀察B，直至從精典通道得到張三傳來的信息。
張三將檢測結果（即A發生的變化）告訴李四，之后，李四對B進行相應的變換處理，才能使B成為和原先的X一模一樣的量子態。這個傳輸過程完成以后，即使X坍縮了，但X所有的信息都傳輸到了B上，這個過程就被稱為隱型傳態。
量子隱型傳態中傳遞的量子信息是一種量子態，B粒子獲得A粒子最初的狀態時，A粒子的狀態必然改變。在任何時刻都只能有一個粒子處于目標狀態，所以只是狀態的“移動”，而不是“復制”。
被嚴格證明的無條件安全
依照量子的不可克隆特點，任何監聽者企圖攔截量子通訊時，就會對量子態導致破壞。收發信息雙方只要對比部份秘鑰，才能判定信息是否被查獲。
復制（即克隆）任何一個粒子的狀態前，首先都要檢測這個狀態。并且量子態十分脆弱，任何檢測就會改變量子態本身，亦即量子態坍縮，因而量子態未能被任意克隆。這些量子的不可克隆特點早已經過了物理上的嚴格證明。
監聽者企圖攔截精典信息時，都會復制這份精典信息。在量子態傳輸過程中，由于未能克隆任意量子態，于是在監聽者監聽攔截量子通訊的時侯，還會銷毀他所查獲到的這個量子態。
正因這么，我們直接傳輸量子比特時，不用構建量子密碼。量子秘鑰的形成過程，同時就是分配過程，通訊雙方同時獲得秘鑰，并不須要第二者信使在中間傳輸。
量子秘鑰分配，就是構建起完全安全的秘鑰傳輸通道。由于光子有兩個偏振光方向，但是互相垂直，所以信息的發送者和接收者，都可以簡單地選定90度的檢測方法或45度的檢測方法來檢測光子。
得到全部檢測結果后，她們之間通過精典信道，如電話、QQ等構建聯系，相互分享各自用過的檢測方法，相同的檢測方法所對應的二補碼比特，就是她們最終生成的密碼。須要注意的是，只有當發送方和接收方所選擇的檢測方法相同的時侯，傳輸比特能夠被保留出來用作秘鑰。
想曉得是否存在查獲者，發送方和接收方只須要掏出一小部份秘鑰來對照。假如發覺相互有25%的不同，這么就可以判定信息被查獲了。同理，假如信息未被查獲，這么兩者密碼的相同率是100%。假如發覺監聽，就立即關掉通訊，或重新分配秘鑰，直至沒人監聽為止。
正是因為量子不可克隆定律，讓接收方才能察覺秘鑰的錯誤，停止秘鑰通訊，因而也就保證了量子加密信息的絕對安全性。
超光速通訊仍然未能實現
雖然量子糾纏速率可趕超光速，但這些量子態的改變并不為人類意志所發生變化。具體的信息由一串有序符號構成，這些信息的發送難以趕超光的速率。
中國科學家潘建偉率領其團隊曾在西藏做過量子糾纏的速率下限測試，實驗表明量子糾纏的速率起碼是光速的上萬倍。這么，借助量子糾纏特點能夠實現超光速通訊呢？答案是否定的。
假如把甲乙兩個糾纏粒子置于AB兩地，改變A地的粒子，B地粒子也同時發生相應改變。因為量子熱學的非局域性，這些改變只能是隨機的，并不會完全依照人的意愿進行。由于，有效的信息必須是一連串最基本的有序符號構成，假如代表的是一個蘋果的信息，這么我們操縱一個量子糾纏系統，就得促使它按次序發送這樣的符號。
很可惜，操縱量子得到的結果只是隨機的。這是量子化學最令人困擾的一點：當你曉得系統完整狀態，并對系統的其余部份進行檢測時，可以通過糾纏獲取系統某一個部份的信息，并且不能從糾纏系統的某個部份創建并發送信息到另一部份。雖然這個看法很聰明，但超光速通訊仍然是不可能實現的。
量子熱學中狀態的變化是瞬時的，在懸疑連續劇中，常常有把人從一個地方頓時傳送到另一個地方的鏡頭，甚至覺得借助糾纏來實現的量子隱型傳態可以推翻相對論，實現超光速傳輸。
雖然，這也是一種誤讀。量子隱型傳態的方案包括若干步，其中一步是上文中的張三將檢測結果（即A發生的變化）告訴李四，能夠把B粒子的狀態弄成目標狀態。這個信息須要用精典的通訊方法，比如打電話、發短信等，速率不能超過光速，所以基于量子糾纏的量子隱型傳態速率也不能超過光速。