量子編碼是依靠量子力學(xué)現(xiàn)象來(lái)安全地加密信息的方法。

　　安全對(duì)于一個(gè)通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的質(zhì)量因素。安全的一個(gè)方面是私密性，從某種意義上來(lái)講是不能被竊聽(tīng)，即沒(méi)有未經(jīng)授權(quán)的人有機(jī)會(huì)截取傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

　　另一個(gè)方面是認(rèn)證，即一個(gè)安全的方法去驗(yàn)證線的另一端的人確實(shí)是他或她自稱的那個(gè)人。

　　這種安全性要求一般由密鑰方案來(lái)滿足。當(dāng)使用被稱為“一次性密鑰”的時(shí)候，信息的傳輸是絕對(duì)安全的。

　　即一種絕對(duì)隨機(jī)的，具有與信息一樣長(zhǎng)度且只使用一次的密鑰。然而，這產(chǎn)生了密鑰分發(fā)的問(wèn)題，即生成一個(gè)由發(fā)送者和接收者共享，同時(shí)又確保沒(méi)有其他人可以知道的密鑰。這個(gè)問(wèn)題常常通過(guò)使用非對(duì)稱密鑰方案來(lái)解決，需要一套公鑰和一套私鑰，公鑰用于加密，私鑰用于接收端解密，私鑰無(wú)法從公鑰計(jì)算出來(lái)。

　　后面的論斷本質(zhì)上是基于計(jì)算上的假設(shè)，例如，假設(shè)大數(shù)因式分解是一個(gè)計(jì)算上強(qiáng)度非常大的任務(wù)。在這樣一個(gè)計(jì)算安全系統(tǒng)，理論上可以從公鑰通過(guò)對(duì)一個(gè)大數(shù)進(jìn)行因式分解計(jì)算得到私鑰，然而這需要很長(zhǎng)時(shí)間，即使使用先進(jìn)的電腦。因此，至少在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)密鑰可以認(rèn)為是安全的。

　　然而，這可能會(huì)改變，例如隨著量子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，應(yīng)該能夠在短得多的時(shí)間內(nèi)完成這種因式分解任務(wù)，或者發(fā)明了一種更有效的因式分解的數(shù)學(xué)算法。雖然在多年的研究中并沒(méi)有被找到這種算法，但這并不證明它不存在，事實(shí)上，有可能已經(jīng)有人開(kāi)發(fā)出了這種算法，只是沒(méi)有向公眾披露這一事實(shí)。

　　量子密碼學(xué)是一種獲得完美（無(wú)條件）安全的途徑。它通常包括量子密鑰分發(fā)，即一套利用量子力學(xué)，禁止任何人攔截或破解密鑰的完美安全的密鑰分發(fā)系統(tǒng)。生成的密碼是完全隨機(jī)的（而不是通常如兩個(gè)大素?cái)?shù)的乘積），當(dāng)然也沒(méi)有辦法通過(guò)精細(xì)的計(jì)算手段破解這樣的一個(gè)系統(tǒng)。關(guān)于量子密鑰分發(fā)的文章有更詳細(xì)的描述。

　　一個(gè)存在的問(wèn)題是，量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)往往相對(duì)較慢。當(dāng)生成的密鑰作為一次性密鑰使用時(shí)，這大大限制了數(shù)據(jù)傳輸速率，而重復(fù)使用的密碼則不是完全安全的。

　　量子通信的幾種方案已經(jīng)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，現(xiàn)在甚至有了商用版本。嚴(yán)格上來(lái)說(shuō)，無(wú)條件安全在實(shí)際應(yīng)用中通常是沒(méi)有達(dá)到的。

　　例如，使用弱光脈沖，而不是單個(gè)光子來(lái)進(jìn)行密鑰分發(fā)，可以給通過(guò)分割脈沖或者復(fù)制脈沖來(lái)攻擊創(chuàng)造成功的機(jī)會(huì)。

　　另外一個(gè)擔(dān)憂是假冒攻擊（“中間人”攻擊），一個(gè)偷聽(tīng)者攔截傳輸并偽裝成發(fā)送者自己。這樣的風(fēng)險(xiǎn)正在被仔細(xì)研究，在量子密碼學(xué)進(jìn)一步改進(jìn)中將被小化或消除。準(zhǔn)確定義獲得真正無(wú)條件安全的條件的標(biāo)準(zhǔn)必須被制定出來(lái)。