在量子力学理论中，当若干个粒子相互作用时，各粒子的特性会综合为整体性质，无法单个描述，只能表述整体性质，因此称为量子纠缠现象。物理学家们已经利用量子纠缠技术成功实现了数十公里距离的量子信息传递，这为量子计算机和量子网络的发展和应用奠定了基础。
量子通信技术的新突破并非借助单一学科技术来实现，而是通过多学科的各种当代最先进技术的综合应用来实现的。量子纠缠现象反应了微观粒子之间的奇妙状态，举个例子来说，我们经常玩的陀螺可以顺时针旋转或者逆时针旋转，但其在同一时效下只能保持一种状态，量子物理理论中的粒子却可以同时保持顺时针和逆时针的旋转状态，直到其被测量时才具体以其中一种状态展现。处于量子纠缠中的两个粒子的每一个粒子都处于两种状态中的其中一种不确定状态，而且是相互关联的，如果其中一个粒子处于顺时针旋转状态，另外一个粒子则处于逆时针旋转状态。因此，不管这两个粒子相距有多么遥远，只要研究人员测得其中一个粒子的自旋状态，另外一个粒子的自旋方向也就被自动获知。
未来的量子计算机和量子网络即是基于量子纠缠原理来实现的，而且这种信息通讯方式可以令黑客技术无从下手，望洋兴叹。因为一旦黑客侵入量子通讯网络，就会破坏掉量子纠缠状态，从而暴露出黑客行踪。另外在量子网络的通讯节点，也会通过利用量子纠缠技术来进行数据加密，保证信息在中继节点处不被破译解码，从而使得整个通讯过程无懈可击。实现量子通讯首先要解决的问题就是如何实现远距离的量子纠缠，科研人员最初用光纤实现了1.3公里距离的2个量子比特的信息传输，后来又将这一传输距离拓展到50多公里。
这一实验的技术细节相当复杂，但是原理却相对简单。研究人员在同一个实验室建两个相同的工作站，每个工作站都含有一团铷原子。然后用激光激发铷原子，从而产生光量子信息，该光量子信息的偏振度可为顺时针或逆时针方向，而且与铷原子的内部状态量子纠缠在一起。然后，将该量子信号沿着两根平行的11公里长的光纤送到目的地实验室建立的第三工作站，在那里光量子时刻保持着与两团铷原子的量子纠缠信息。
根据量子力学理论，观测可影响被测对象的状态，因此，通过对目的地实验室接收到的量子信号进行观测测量，可立即获知11公里外实验室铷原子的相应量子信息。在实验过程中，为了降低在光纤传输中产生的信号衰减，研究人员使用激光脉冲以及波导设备来将光量子的波长拉长60%，从而使得传输过程顺利实现。
我们知道，在传统的网络连接中，因为线路传输损耗，信号功率和能量会不断衰减造成失真，通过设立中继站对衰减的信号进行放大，从而可大大延长网络的有效传输距离。为了解决量子信号传输过程中因噪声等因素引起的变弱衰减现象，研究人员通过开发量子中继器来补充在传输过程中的量子信号能量，保证量子信号携带的量子比特在传输过程中不发生改变，从而可保证量子通讯不会受限于传输距离的远近。
我们相信，随着量子通讯相关领域的不断发展和突破，必将为量子计算机和量子网络的开发和应用铺平道路，同时也会给科学工程领域以及人们的日常工作、生活带来深刻变革。
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