量子密鑰分發

量子密钥分发（英语：quantum key distribution，简称QKD）是利用量子力学特性实现密码协议的安全通信方法。它使通信的双方能够产生并分享一个随机的、安全的密钥，来加密和解密消息。它常常被误称为量子密码学，因为它是量子密码学任务中最著名的例子。
量子密钥分发的一个最重要的，也是最独特的性质是：如果有第三方试图窃听密码，则通信的双方便会察觉。这种性质基于量子力学的基本原理：任何对量子系统的测量都会对系统产生干扰。第三方试图窃听密码，必须用某种方式测量它，而这些测量就会带来可察觉的异常。通过量子叠加态或量子纠缠态来传输信息，通信系统便可以检测是否存在窃听。当窃听低于一定标准，一个有安全保障的密钥就可以产生了。
量子密钥分发的安全性基于量子力学的基本原理，而传统密码学是基于某些数学算法的计算复杂度。传统密码学无法察觉窃听，也就无法保证密钥的安全性。QKD的安全性是是可以依据信息论证明的，而且它还具有前向安全性。
量子密钥分发只用于产生和分发密钥，并没有传输任何实质的消息。密钥可用于某些加密算法来加密消息，加密过的消息可以在标准信道中传输。跟量子密钥分发最常见的相关算法就是一次性密码本，如果使用保密而随机的密钥，这种算法是具可证明的安全性。在实际的运用上，量子密钥分发常常被拿来与对称密钥加密的加密方式，如AES这类算法一同使用。

B92协议

贝内特在1992发表的论文中描述的量子密码分发协议，被称作B92协议。B92协议中只使用两种量子态。Alice发送状态|↑>和|↗>。Bob接受状态后选择基"+"或"×"测量。Bob测量得到的结果如果是|→>，可以肯定Alice发送的状态是|↗>，得到结果|↖>可以肯定接受到的状态是|↑>。但如果Bob的测量结果是|↑>或|↗>，则不能肯定接收到的状态是什么。
之后Bob告诉Alice他对哪些状态得到了确定的结果，哪些状态他不能肯定，而不告诉Alice他选择了什么样的基测量。而后用那些得到了确定结果的基来编码，把"+"编为"0"，把"×"编为"1"，并把这串比特作为密钥。
这个协议有个弱点，只有无损耗的信道才能保证这个协议的安全性。否则，Eve可以把那些无法得到确定结果的状态截获然后重新制备可以得到确定结果的状态再发出去。

E91协议

Artur Ekert的方案使用纠缠的光子对。这些光子对可以由Alice、Bob或与他们两者都不在一起的某些源（包括窃听者Eve）产生。这些光子会被分发，Alice和Bob最终都会得到每对光子中的其中一个。
该方案依赖于纠缠的两个性质。首先，纠缠态是完全相关的，如果Alice和Bob都测量他们的粒子是否具有垂直或水平极化，他们总是以100%的概率得到相同的答案。如果他们都测量其它任何互补（正交）极化对，结果同样如此。这就需要相距很远的二者具有精确的方向性同步。但是，特定的结果是完全随机的；Alice无法预测她（以及Bob）是否会获得垂直极化或水平极化。其次，Eve任何试图窃听的行为都会打破这些相关性，于是Alice和Bob就可以检测出来。
与BB84类似，该协议在检测Eve的存在之前涉及私密测量协议。在测量阶段，Alice会用 中的某些基来测量她收到的每个光子，而Bob会从 中选择，其中  是  基旋转 得到的。他们在完成测量之前都不会公开他们选取的基的串行。于是得到了两组光子：第一组由Alice和Bob使用相同基础测量的光子组成，而第二组包含所有其他光子。要想检测窃听，他们可以使用Alice的基和Bob的之间的相关系数来计算检验统计量，类似于Bell测试实验中所用的相关系数。最大纠缠光子会导致。如果情况并非如此，那么Alice和Bob可以得出结论，Eve已经在系统中引入了局域实在性（local realism），违反了贝尔定理。如果协议成功，则第一组可用于生成密钥，因为这些光子在Alice和Bob之间完全反对齐（anti-aligned）。