量子是构成物质的最基本单元，是能量的基本携带者，无法被分割和复制。对于人们来说，所有大家所熟知的分子、原子、电子、光子等微观粒子，都统称为量子。通常，光子被用来制备量子。
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。
这一新型通信方式的实现，正是基于量子叠加和不可复制的特性。根据经典物理学，一个客体，比如猫，其状态只有两种，要么是生，要么是死。但在量子世界中，这只猫却可以处于又生又死的叠加状态。不过，这种叠加态极其脆弱，一旦有人去测量，其状态（又生又死）马上就会发生改变，而不再是原来的那只猫了。换句话说，如果有人试图窃听量子密钥，需要事先测量传送密钥的量子状态，然而，脆弱的叠加态导致量子自身一旦被测量或者复制，就会立刻改变原有状态，从而被通信双方察觉。
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