量子通信是利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型通信方式。从物理学的角度，量子是不可分的最小能量单位。在量子力学中，这种微观粒子的运动状态，称为量子态。量子纠缠是指微观世界里，有共同来源的两个微观粒子之间存在着纠缠关系，两个处于纠缠状态的粒子无论相距多远，都能“感应”对方状态。量子通信是在物理极限下，利用量子效应实现的高性能通信方式，主要涉及量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等。量子通信系统的基本部件包括量子态发生器、量子通道和量子测量装置。量子通信是经典信息论和量子力学相结合的一门新兴交叉学科，按其所传输的信息是经典还是量子而分为两类，前者主要用于量子密钥的传输，后者则可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。
量子通信在通信安全性、计算能力、信息传输通道容量、测量精度等方面突破经典技术极限，与目前成熟的传统通信技术相比，具有绝对安全性、超大信道容量、超高通信速率、远距离传输和信息高效率等特点。量子通信网络包括传输平面、控制平面和管理平面。传输平面主要由光传输链路和量子交换模块组成，传输链路包括光钎、分束器、光复用器和解复用器等设备。控制平面是量子通信网络的核心部分，主要功能包括：信令传输、呼叫连接控制、链路资源管理、路由管理、用户接口等。管理平面由量子通信网络各个节点的管理层组成，实现管理功能分布化。当两个用户需要进行通信时，管理平面向控制平面发送通信请求消息，控制平面根据通信需求和传输平面的拓扑信息等寻找路由，并将控制消息传送给传输平面，在通信双方之间建立端到端的物理连接。在通信安全性方面，量子通信技术的信息安全基于量子密码学，以量子状态作为密钥突破了传统加密方法的束缚，具有不可窃听、不可复制性和理论上的“无条件安全性”。任何截获或测试量子密钥的操作，都会改变量子状态，量子通信确保两地之间密匙分配和通信的绝对安全性，是安全保密通信。
量子通信成各国竞争焦点
量子通信在军事、国防、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景，不仅可用于军事、国防等领域的国家级保密通信，还可用于涉及秘密数据、票据的政府、电信、证券、保险、银行、工商、地税、财政等领域和部门。在国防和军事领域，量子通信能够应用于通信密钥生成与分发系统，向未来战场覆盖区域内任意两个用户分发量子密钥，构成作战区域内机动的安全军事通信网络；能够应用于信息对抗，改进军用光网信息传输保密性，提高信息保护和信息对抗能力；能够应用于深海安全通信，为远洋深海安全通信开辟了崭新途径；利用量子隐形传态以及量子通信绝对安全性、超大信道容量、超高通信速率、远距离传输和信息高效率等特点，建立满足军事特殊需求的军事信息网络，为国防和军事赢得先机。在国民经济领域和部门，量子通信可用于金融机构的隐匿通信等工程以及对电网、煤气管网和自来水管网等重要基础设施的监视和通信保障，促进国民经济的发展。
量子通信技术已成为当今世界发达国家激烈竞争的焦点和热点，世界各国政府、国防部门、科技界和信息产业界的高度重视。量子通信与国家安全紧密相连，美国、日本、欧洲等国均投入大量人力物力致力于量子通信的研究，积极推广应用量子通信技术。量子信息被美国列为《保持国家竞争力》计划的重点支持课题；美国的量子信息和计算研究所为美国军队研究部门所管理，隶属于美国国防部高级研究计划司超大规模计算工程；美国的国家标准和技术研究所（NIST）将量子信息作为三个重点研究方向之一；美国的加州理工大学、麻省理工学院和南加州大学联合成立了量子信息和计算研究所；LosAlamos国家实验室正在研究量子局域网的密码体系和自由空间量子密码；美国白宫和五角大楼安装了量子通信系统，并已投入使用。日本提出以新一代量子信息通信技术为对象的长期研究战略，计划在2020年至2030年间，建成绝对安全保密的高速量子信息通信网，以实现通信技术质的飞跃，日本邮政省把量子通信作为21世纪的战略项目，以十年的中长期目标进行研究。欧盟在其《欧洲研究与发展框架规划》中提出用于发展量子信息技术的《欧洲量子科学技术》计划以及《欧洲量子信息处理与通信》计划，欧洲成立了包括英国、法国、德国、意大利、奥地利和西班牙等国在内的量子信息物理学研究网，这是继欧洲核子中心和航天技术国际合作之后，又一针对科技重大问题的大规模国际合作，主要研究量子通信、量子计算和量子信息科学。全球信息产业界国际巨头IBM、Philips、at&t、Bell实验室、HP、西门子NEC、日立、三菱、ntt docomo等对量子通信技术投入大量研发资本，开展量子通信技术的研发和产业化。
