量子通信的基本原理是利用光子的纠缠特性,这个特性保证了处理纠缠态的两个光子无论距离多么遥远,只要一个光子的状态改变,另外一个光子的状态的也会同时改变。这个特性可以用于双方的通信。同时,这种通信是非常安全的,因为窃密者无法制造出另外一个光子与发送端的光子进行纠缠从而截取信息。窃密者的试图影响纠缠态的光子任何行为只可能干扰到系统,从而破坏原来处于纠缠态的光子,使得通信无法进行,更无法得到正确的信息。因此量子通信是非常安全的。
但是量子信息的提取是很不容易的,需要通过复杂的测量工具与测量方法才可以得到正确的信息,这个提取过程比较慢。因此直接采用量子信息来通信,传输速度就相当慢(有报道,年是演示过以10Mbps的速度进行量子加密密钥的分发)。
由于上面的原因,量子通信网络中只是利用量子信道来传输用于加解密的秘钥,把秘钥信息发送到通信的双方。在发送端采用秘钥来进行加密,在接收端使用秘钥来进行解密,实现保密通信,这个通信过程就利用了传统的通信网络,而传统的通信网络速度是非常快的(几百Tbps以上)。由于秘钥是通过量子信道来传输的,是不能被破解的,因此加密后的信息是非常安全的。
从上可知,量子保密通信是结合了量子信道与传统的通信信道实现了高速的安全保密通信。