所谓量子密钥分发，简单说，即在遥远两地的用户间生成并安全共享一组量子密钥，为所传输的二进制信息加密。这种量子通信方式之所以被科学家们寄予厚望，是因为除了信息的发送、接收方，如果有第三方试图复制或窃听量子密钥，则通信的双方便会立刻察觉。

总体来说，量子密钥分发与传统方式不同，其理论上是无条件安全的，安全性由量子力学的基本原理保证。量子不可克隆定理表明，无法完美克隆任意量子态。因此，任何对量子密钥分发过程的窃听，都有可能改变量子态本身，造成高误码率，从而使窃听被发现。一般来说，QKD过程中对量子态的传输，是依靠对光子进行编码、传输、测量实现的。

按通信信道的不同，量子密钥分发主要分为光纤和自由空间两种实现方式：

·光纤QKD技术的信道稳定性较好，不易受到温度、湿度、天气等环境因素影响，可实现基本恒定的安全码率，同时，在城域城际范围内可以方便的连接到千家万户；

·在超远距离、移动目标、岛屿和驻外机构等光纤资源受限的场景，可通过卫星中转的自由空间信道连接。

将地面光纤和自由空间结合，可以实现大规模、全覆盖的全球化量子通信网络。