量子通信系統(tǒng)的基本部件包括量子態(tài)發(fā)生器、量子通道和量子測量裝置。按其所傳輸?shù)男畔⑹墙?jīng)典還是量子而分為兩類。前者主要用于量子密鑰的傳輸，后者則可用于量子隱形傳態(tài)和量子糾纏的分發(fā)。所謂隱形傳送指的是脫離實物的一種“完全”的信息傳送。從物理學角度，可以這樣來想象隱形傳送的過程：先提取原物的所有信息，然后將這些信息傳送到接收地點，接收者依據(jù)這些信息，選取與構(gòu)成原物完全相同的基本單元，制造出原物完美的復制品。但是，量子力學的不確定性原理不允許精確地提取原物的全部信息，這個復制品不可能是完美的。因此長期以來，隱形傳送不過是一種幻想而已。

1993年，6位來自不同國家的科學家，提出了利用經(jīng)典與量子相結(jié)合的方法實現(xiàn)量子隱形傳態(tài)的方案：將某個粒子的未省量子態(tài)傳送到另一個地方，把另一個粒子制備到該量子態(tài)上，而原來的粒子仍留在原地。其基本思想是：將原物的信息分成經(jīng)典信息與量子信息兩部分，它們分別經(jīng)由經(jīng)典通道與量子通道傳送給接收者。經(jīng)典信息是發(fā)送者對原物質(zhì)進行某一種測量而獲得的，量子信息是發(fā)送者在測量里未提取的其余信息；接收者在獲得這兩種信息之后，就可以制備出原物量子態(tài)完全復制品。這個過程中傳送的僅僅是原物質(zhì)的量子態(tài)，而不是原物本身。發(fā)送者甚至可以對這一個量子態(tài)一無所知，而接收者是將別的粒子處于原物的量子態(tài)上。

在這個方案中，糾纏態(tài)的非定域性起著至關重要的作用。量子力學是非定域的理論，這一點已被違背貝爾不等式的實驗結(jié)果所證實，因此，量子力學展現(xiàn)出許多反直觀的效應。在量子力學中能夠以這樣的方式制備兩個粒子態(tài)，在它們之間的關聯(lián)不能被經(jīng)典地解釋，這樣的態(tài)稱為糾纏態(tài)，量子糾纏指的是兩個或多個量子系統(tǒng)之間的非定域非經(jīng)典的關聯(lián)。量子隱形傳態(tài)不僅在物理學領域?qū)θ藗冋J識與揭示自然界的神秘規(guī)律具有極其重要意義，而且能用量子態(tài)作為信息載體，通過量子態(tài)的傳送實現(xiàn)大容量信息的傳輸，實現(xiàn)原則上不可破譯的量子保密通信。

1997年，在奧地利留學的中國青年學者潘建偉和荷蘭學者波密斯特等人合作，首次實現(xiàn)了未知量子態(tài)的遠程傳輸。這是國際上第一次在實驗上成功地將一個量子態(tài)從甲地的光子傳送到乙地的光子上。實驗中傳輸?shù)闹皇潜磉_量子信息的“狀態(tài)”，作為信息載體的光子本身并沒有被傳輸。邇來，潘建偉及其合作者在如何提純高品質(zhì)的量子糾纏態(tài)的研究中又取得了新突破。為了進行遠距離的量子態(tài)隱形傳輸，往往需要事先讓相距遙遠的兩地共同擁有最大量子糾纏態(tài)。但是，由于存在各種不可避免的環(huán)境噪聲，量子糾纏態(tài)的品質(zhì)會隨著傳送距離的增加而變得越來越差。因此，如何提純高品質(zhì)的量子糾纏態(tài)是此刻量子通信研究中的重要課題。

國際上許多研究小組都在對這一課題進行研究，并提出了一系列量子糾纏態(tài)純化的理論方案，但是沒有一個是能用現(xiàn)有技術實現(xiàn)的。邇來潘建偉等人發(fā)現(xiàn)了利用現(xiàn)有技術在實驗上是可行的量子糾纏態(tài)純化的理論方案，此刻原則上解決了時下在遠距離量子通信中的根本問題。這項研究成果受到國際科學界的高度評價，被稱為“遠距離量子通信研究的一個飛躍”。