量子加密技術極簡介 (QKD-Quantum Key Distribution)
QKD 是利用雷射光束中的光子的量子特性，用光子以二進位的方式編碼、傳遞加密用的鑰匙。目前量子通訊有數種協定，例如 BB84協定、B92協定、E91協定，分別利用的量子力學的兩種特性：
- 光子的偏振 (polarization) (BB84, B92 protocol)
- 光子的量子糾纏 (quantum entanglement) (E91 protocol)
簡單的通訊模型如下：Alice & Bob 以量子通到進行加密鑰匙的交換 (以光纖管實作)，另外以一條古典通道作為溝通管道 (像是網路或廣播，這條通道是公開的)，而假設 Eve 從旁惡意的監聽。
在 BB84 協定中，安全性來自於非正交的基底，也就是左下圖偏振濾波器的方向 (分為垂直方向＋ 與對角方向 X)。根據選用的基底與光子偏振的方向做編碼，如右下圖片所示。
根據量子力學，光子從光源發出時為不同偏振的疊加狀態。傳送資訊時，Alice 隨機生成一個 bit (0 or 1) ，再隨機選定一個基底 (垂直 “＋” 或 對角 ”Ｘ“) ，用這個組合進行編碼。當 Bob 收到訊息時，並不知道 Alice 用了什麼基底，因此他可以隨機的選擇基底 (＋ or Ｘ) 來測量接收到的量子態。
Bob 記錄每個選擇的基底和測量結果，並測量過所有光子後，他與 Alice 通過公共的古典通道聯繫，Alice 公布創造每個光子時所選擇的基底。
此時，Alice 與 Bob 可比對選擇相同的基底並且捨棄不同基底的量測結果 (根據量子力學，隨機量測時，錯誤大約佔有一半) ，最後利用剩下的位元還原為他們共有的金鑰。
在上面的例子中 (＋基底為藍色，Ｘ基底為紅色)
量子力學告訴我們無法在不破壞量子狀態得情況下進行量測。一旦 Eve 竊聽了量子通道的訊息，就會改變光子的偏振 (因此 Eve 必須隨機生成一顆光子放回通道中)。
Alice 與 Bob 可以交換得到的鑰匙，從接收的結果察覺是否有第三方竊聽，如果錯誤率過高可以決定將這次的 key 作廢，要求重新傳送。
Alice 傳送的訊息與前一次相同，但由於遭到竊聽，Bob 解碼的結果與之前不一樣。經過比對基底以後，可以發現解碼後的鑰匙不並不完全一樣，因此判斷遭到監聽，並放棄這次傳送的結果。
E91 協定使用則是依靠量子糾纏效應保證安全性。傳遞訊息使用的是一組糾纏的光子對 (可由 Alice 或 Bob 創造)，由於糾纏態是兩個光子處於 100% 相關性，傳遞完訊息後 Bob 拿到一組數字，Alice 必定拿到相對應的一組數字，雙方便可透過古典通道比較一部份的鑰匙，如果有人竊聽就會破壞結果，並且被發現。