首先說明，量子通訊不是利用量子糾纏來傳遞資訊的。
資訊傳遞還是透過電纜，光纜，電磁波等現有的成熟通訊手段。
而量子通訊這個高大上的名字，個人感覺對公眾是有點誤導的。
比如我，開始就以為是利用兩個糾纏態的粒子傳遞資訊:我和老婆相距10km，各拿一個糾纏態的蘋果，我把蘋果旋轉90度，老婆的蘋果也自動旋轉90度，這就傳遞了資訊。
可是現在的量子通訊技術不是這樣通訊的。
簡單說，量子通訊技術的重點是資訊保安
所有的通訊，都可以還原成再簡單不過的一個場景：場景中有兩個人，分別是傳送者A和接收者B，而所謂的通訊，就是A將資訊傳遞給B的過程。
只可惜，在通訊的世界裡，從來不只有A和B，還存在無數個C——他們本來不該是通訊的參與者，卻可能對A傳遞給B的資訊特別感興趣，想方設法試圖截獲通訊內容。如果我有一條只想讓你看到的資訊，那麼如何確保資訊不被第三方偷聽就是個非常重要的問題。然而，對於經典通訊方式來說，完全杜絕竊聽是不可能的。
假如A要給B傳遞一串數字，20160816。
在通訊前，他們先隨機生成一個密碼本，長度至少與資訊本身等長——比如，隨機生成的密碼本為43857241，A和B人手一份。
傳送資訊前，A使用密碼本里的密碼給每一位數字加密。方法可以很簡單，每位數字都與密碼本上的對應密碼相加，相加的結果僅保留個位即可。於是，A把原始資訊加密成了63917057，並透過經典通訊方式傳送出去。
接收到加過密的數字後，B再使用同一個密碼本給每一位數字解密——每一位數字都與密碼本上的對應密碼相減，相減的結果同樣只保留個位數字，不考慮正負號。這樣，B就還原出了原來的資訊：20160816，通訊完成。
對於豎起耳朵偷聽的C來說，即使他在通訊中截獲了63917057這串加密數字，由於手頭沒有A和B拿來加密和解密的密碼本，他便無法破解出A和B實際傳遞的資訊。簡直天衣無縫！
真的嗎？別忘了，一次性密碼本也是資訊，它仍需要被分送到A和B的手中，讓他們人手一本，而且傳遞密碼本的通訊過程必須嚴格保密，絕對不能被其他任何人竊聽——
於是，問題回到了原點。一方面，有了理論上“牢不可破”的加密方法，才能夠實現完全保密的加密通訊；而另一方面，必須要有能夠完全保密的通訊方式，加密方法才能夠在理論上“牢不可破”。這樣一個死迴圈，在經典通訊方式中無解。
幸好，解開這個死迴圈，實現真正安全的加密通訊的方法，就藏在量子世界的神奇特性之中。
這個問題有些複雜，舉個例子：光子有一個屬性叫做“偏振”，可以想象成它振動的方向。偏振可以分解為兩個相互垂直的方向，可以用來儲存資訊；但是具體哪兩個，則取決於人的測量選擇。如果你選擇“平”的方向，用“＋”來表示，那麼就可以人為規定，偏振方向為“↑”代表0，偏振方向為“→”則代表1。你也可以選擇45度的測量方向，用“×”來表示，同樣可以人為規定，偏振方向“↗”代表0，偏振方向“↘”代表1。
而接下來就是量子世界的神奇屬性了：對於光子偏振方向這個量子態，你所選擇的測量方向，居然會影響到你的測量結果！對於偏振方向為“↑”或者“→”的光子，如果選擇“＋”方向來測量，你得到的結果仍然是光子原先的偏振方向。然而，如果你選擇“×”方向去測量，不論光子原來偏振方向如何，你都會隨機得到“↗”或者“↘”的光子，機率各為50%。同樣道理，對於偏振方向本來就是“↗”或者“↘”的光子，如果你選擇“＋”方向來測量它，你會隨機測到“↑”或者“→”的光子，機率也各為50%。只有選擇“×”方向進行測量，才能準確測定出這個光子本來的偏振方向。
接受了量子世界的這一古怪特性，接下來的事情就好辦多了。傳送者A先隨機生成一組二進位制位元，我們稱之為“傳送者的金鑰位元”。同時，A還要對每個“傳送者的金鑰位元”都隨機選取一個測量模式（“＋”或者“×”），在這個測量模式下，把每個位元對應的偏振狀態的光子傳送給接受者B。比如，傳輸一個位元0，選擇“＋”測量模式，A就需要發出一個偏振方向為“↑”的光子給B。
對於A發過來的每一個光子，接收者B也得隨機選擇一個測量模式來測量。就以剛才A發過來的這個光子為例：如果B也恰好隨機選擇了“＋”來測量，就會測得偏振方向為“↑”，於是記錄這個位元為0；如果B隨機選擇了“×”來測量，那就各有50%的機率測得“↗”或者“↘”的光子，記錄到這個位元就有一半可能為0，一半可能為1。
A用這種方式把手裡的金鑰位元全部發送出去，B則把A發來的光子全部接收並進行測量，如此這般，B便得到了一組同樣長度的二進位制位元。不過，由於測量模式的選擇引入的隨機性，A和B手裡的這兩組金鑰現在還不完全一樣。他們必須再透過（並不安全的）經典通訊方式建立聯絡，相互通報各自使用過的測量模式。測量方式碰巧相同的位元，就保留下來；測量方式不同的位元，由於結果是隨機的，直接捨棄即可。A和B碰巧採用相同測量方式而被保留下來的二進位制位元，才是他們最終生成的一次性密碼本。
這個被改變的光子被傳給接受者B後，即便他選擇了跟傳送者A相同的測量模式“＋”，但由於竊聽者C已經改變了截獲光子的偏振狀態，B的測量結果不可能百分之百為“↑”，而會有一半的機率測出“→”。這樣一來，A和B手中最後生成的密碼本就不會完全一樣，而是會有大約25%的不同。在生成密碼本的過程中，假設竊聽者C截獲了A傳送給B的光子，會發生什麼？想知道光子攜帶了什麼資訊，C也必須隨機選取“＋”或者“×”來測量它。這個時候，決定C能否成功竊取這一位金鑰的因素就是——他的運氣。如果C能選中跟A一樣的測量模式，那就不僅正確讀出了其中攜帶的位元，也沒有改變光子的偏振狀態。但是，一旦C選擇了跟A不同的測量模式，比如，A用測量模式“＋”，發出了一個偏振方向為“↑”的光子，你卻選了“×”來測量它，那麼你就完全改變了這個光子的偏振狀態，把它變成了一個“↗”或者“↘”的光子，機率各為50%。
因此，只要A和B在密碼本生成之後，透過經典通訊方式，拿出密碼本的一小部分相互對照，是否存在竊聽者C就一目瞭然了。如果發現相互之間有25%的密碼不同，那就可以斷定密碼通訊被人竊聽了。反過來，如果發現密碼100%相符，那量子物理的特性就可以確定密碼本是安全的，整個過程沒有被人截獲。
最後說一下，真正意義上的量子通訊應該是利用被稱為“量子隱形傳態”的理論進行資訊傳遞的技術。就是開始的兩個蘋果
首先說明，量子通訊不是利用量子糾纏來傳遞資訊的。
資訊傳遞還是透過電纜，光纜，電磁波等現有的成熟通訊手段。
而量子通訊這個高大上的名字，個人感覺對公眾是有點誤導的。
比如我，開始就以為是利用兩個糾纏態的粒子傳遞資訊:我和老婆相距10km，各拿一個糾纏態的蘋果，我把蘋果旋轉90度，老婆的蘋果也自動旋轉90度，這就傳遞了資訊。
可是現在的量子通訊技術不是這樣通訊的。
簡單說，量子通訊技術的重點是資訊保安
所有的通訊，都可以還原成再簡單不過的一個場景：場景中有兩個人，分別是傳送者A和接收者B，而所謂的通訊，就是A將資訊傳遞給B的過程。
只可惜，在通訊的世界裡，從來不只有A和B，還存在無數個C——他們本來不該是通訊的參與者，卻可能對A傳遞給B的資訊特別感興趣，想方設法試圖截獲通訊內容。如果我有一條只想讓你看到的資訊，那麼如何確保資訊不被第三方偷聽就是個非常重要的問題。然而，對於經典通訊方式來說，完全杜絕竊聽是不可能的。
假如A要給B傳遞一串數字，20160816。
在通訊前，他們先隨機生成一個密碼本，長度至少與資訊本身等長——比如，隨機生成的密碼本為43857241，A和B人手一份。
傳送資訊前，A使用密碼本里的密碼給每一位數字加密。方法可以很簡單，每位數字都與密碼本上的對應密碼相加，相加的結果僅保留個位即可。於是，A把原始資訊加密成了63917057，並透過經典通訊方式傳送出去。
接收到加過密的數字後，B再使用同一個密碼本給每一位數字解密——每一位數字都與密碼本上的對應密碼相減，相減的結果同樣只保留個位數字，不考慮正負號。這樣，B就還原出了原來的資訊：20160816，通訊完成。
對於豎起耳朵偷聽的C來說，即使他在通訊中截獲了63917057這串加密數字，由於手頭沒有A和B拿來加密和解密的密碼本，他便無法破解出A和B實際傳遞的資訊。簡直天衣無縫！
真的嗎？別忘了，一次性密碼本也是資訊，它仍需要被分送到A和B的手中，讓他們人手一本，而且傳遞密碼本的通訊過程必須嚴格保密，絕對不能被其他任何人竊聽——
於是，問題回到了原點。一方面，有了理論上“牢不可破”的加密方法，才能夠實現完全保密的加密通訊；而另一方面，必須要有能夠完全保密的通訊方式，加密方法才能夠在理論上“牢不可破”。這樣一個死迴圈，在經典通訊方式中無解。
幸好，解開這個死迴圈，實現真正安全的加密通訊的方法，就藏在量子世界的神奇特性之中。
量子通訊是怎樣工作的？這個問題有些複雜，舉個例子：光子有一個屬性叫做“偏振”，可以想象成它振動的方向。偏振可以分解為兩個相互垂直的方向，可以用來儲存資訊；但是具體哪兩個，則取決於人的測量選擇。如果你選擇“平”的方向，用“＋”來表示，那麼就可以人為規定，偏振方向為“↑”代表0，偏振方向為“→”則代表1。你也可以選擇45度的測量方向，用“×”來表示，同樣可以人為規定，偏振方向“↗”代表0，偏振方向“↘”代表1。
而接下來就是量子世界的神奇屬性了：對於光子偏振方向這個量子態，你所選擇的測量方向，居然會影響到你的測量結果！對於偏振方向為“↑”或者“→”的光子，如果選擇“＋”方向來測量，你得到的結果仍然是光子原先的偏振方向。然而，如果你選擇“×”方向去測量，不論光子原來偏振方向如何，你都會隨機得到“↗”或者“↘”的光子，機率各為50%。同樣道理，對於偏振方向本來就是“↗”或者“↘”的光子，如果你選擇“＋”方向來測量它，你會隨機測到“↑”或者“→”的光子，機率也各為50%。只有選擇“×”方向進行測量，才能準確測定出這個光子本來的偏振方向。
接受了量子世界的這一古怪特性，接下來的事情就好辦多了。傳送者A先隨機生成一組二進位制位元，我們稱之為“傳送者的金鑰位元”。同時，A還要對每個“傳送者的金鑰位元”都隨機選取一個測量模式（“＋”或者“×”），在這個測量模式下，把每個位元對應的偏振狀態的光子傳送給接受者B。比如，傳輸一個位元0，選擇“＋”測量模式，A就需要發出一個偏振方向為“↑”的光子給B。
對於A發過來的每一個光子，接收者B也得隨機選擇一個測量模式來測量。就以剛才A發過來的這個光子為例：如果B也恰好隨機選擇了“＋”來測量，就會測得偏振方向為“↑”，於是記錄這個位元為0；如果B隨機選擇了“×”來測量，那就各有50%的機率測得“↗”或者“↘”的光子，記錄到這個位元就有一半可能為0，一半可能為1。
A用這種方式把手裡的金鑰位元全部發送出去，B則把A發來的光子全部接收並進行測量，如此這般，B便得到了一組同樣長度的二進位制位元。不過，由於測量模式的選擇引入的隨機性，A和B手裡的這兩組金鑰現在還不完全一樣。他們必須再透過（並不安全的）經典通訊方式建立聯絡，相互通報各自使用過的測量模式。測量方式碰巧相同的位元，就保留下來；測量方式不同的位元，由於結果是隨機的，直接捨棄即可。A和B碰巧採用相同測量方式而被保留下來的二進位制位元，才是他們最終生成的一次性密碼本。
這個被改變的光子被傳給接受者B後，即便他選擇了跟傳送者A相同的測量模式“＋”，但由於竊聽者C已經改變了截獲光子的偏振狀態，B的測量結果不可能百分之百為“↑”，而會有一半的機率測出“→”。這樣一來，A和B手中最後生成的密碼本就不會完全一樣，而是會有大約25%的不同。在生成密碼本的過程中，假設竊聽者C截獲了A傳送給B的光子，會發生什麼？想知道光子攜帶了什麼資訊，C也必須隨機選取“＋”或者“×”來測量它。這個時候，決定C能否成功竊取這一位金鑰的因素就是——他的運氣。如果C能選中跟A一樣的測量模式，那就不僅正確讀出了其中攜帶的位元，也沒有改變光子的偏振狀態。但是，一旦C選擇了跟A不同的測量模式，比如，A用測量模式“＋”，發出了一個偏振方向為“↑”的光子，你卻選了“×”來測量它，那麼你就完全改變了這個光子的偏振狀態，把它變成了一個“↗”或者“↘”的光子，機率各為50%。
因此，只要A和B在密碼本生成之後，透過經典通訊方式，拿出密碼本的一小部分相互對照，是否存在竊聽者C就一目瞭然了。如果發現相互之間有25%的密碼不同，那就可以斷定密碼通訊被人竊聽了。反過來，如果發現密碼100%相符，那量子物理的特性就可以確定密碼本是安全的，整個過程沒有被人截獲。
最後說一下，真正意義上的量子通訊應該是利用被稱為“量子隱形傳態”的理論進行資訊傳遞的技術。就是開始的兩個蘋果