定義：密碼學是一門研究如何使用安全的手段來傳輸資訊的學科
考慮下述情形：alice需要向bob傳送機密資訊，但eve卻想要對這個資訊進行竊聽，並使得alice和bob不知道自己的資訊被竊聽
對於這一情形，有下述解決方案：
1、alice和bob持有乙個加密秘鑰，此處以k=(1, 1, 1, 1, 1)為例
2、alice要傳送原始訊息：a=(0, 1, 0, 0, 0)
3、alice對資訊進行加密：a⊕
\oplus
⊕k=(1, 0, 1, 1, 1)
4、bob接收到資訊：b=a⊕
\oplus
⊕k5、bob對資訊進行解密：b⊕
\oplus
⊕k=a⊕
\oplus
⊕k⊕\oplus
⊕k=a
批註：加密秘鑰對資訊保安是至關重要的。在經典物理中，這樣的秘鑰很容易就能在不引起注意的情況下被eve複製得到（因為完美的經典複製機器是存在的）
基本原理：根據不可複製定理（no-cloning theorem），當alice和bob之間的加密秘鑰被編碼為非正交態時，eve就無法在不引起注意的情況下對其進行複製
第一步：alice和bob共享多個bell態的複製品∣β00
⟩a
b|\beta_\rang_
∣β00⟩
ab=12(
∣00⟩+
∣11⟩)
ab
\dfrac}(|00\rang+|11\rang)_
21(∣
00⟩+
∣11⟩
)ab
=1 2(
∣++⟩
+∣−−
⟩)ab
\dfrac}(|++\rang+|--\rang)_
21(∣
++⟩+
∣−−⟩
)ab
第二步：alice選定可觀測量（observables），再對她的qubit，進行乙個純隨機（purely random）測量，即概率等於1/2的測量：從中隨機選取乙個來進行測量
例如，在表1中，進行了6次測量，其中有三次選擇了z，另外三次選擇了x。注意到使用同一種算符進行測量時，也有兩種可能的結果（特徵值和特徵態）：
表1第三步：bob做與alice相同的事。bob也對他的qubit用可觀測量做乙個純隨機測量
第四步：alice和bob之間互相告知他們的可觀測量，但不透露測量結果（本徵態和本徵值）
批註：在此階段，eve是可以獲得可觀測量的
批註：如果eve想要知道alice和bob的測量結果，那麼她就必須分辨四種非正交態。這樣一來，eve的操作就會引起alice和bob的注意
批註：當alice和bob知道了這個影響以後，他們就會立即廢棄這個秘鑰，隨即新建乙個秘鑰
第五步：alice和bob選擇他們所具有的相同可觀測量的測量結果
第六步：對它們進行編碼：
隨即得到秘鑰：k=(0, 1, 1)
第七步：因為很容易受到環境的影響以及eve的持續的攻擊，這個秘鑰被稱作原始秘鑰（raw key）。在經過檢驗、錯誤校正和保密增強後，這個原始秘鑰可以被公升級為實用秘鑰（practical key）
在此協議下，alice和bob之間將不再共享bell態
第一步：因為不再共享bell態，所以沒有第一步
第二步：alice從四個非正交態∣0⟩
|0\rang
∣0⟩，∣1⟩
|1\rang
∣1⟩，∣+⟩
|+\rang
∣+⟩，∣−⟩
|-\rang
∣−⟩中隨機選出乙個。然後如果是∣0⟩
|0\rang
∣0⟩或∣1⟩
|1\rang
∣1⟩，則標記為z
az_a
za；如果是∣+⟩
|+\rang
∣+⟩或∣−⟩
|-\rang
∣−⟩，則標記為x
ax_a
xa第三步：alice將qubit傳送給bob，bob隨即進行隨機測量：x
bx_b
xb、z
bz_b
zb第四步——第七步：與qkd一致
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