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将量子力学的基本原理用于通信领域是20世纪70年代Stephen Wiesner首先提出来的，遗憾的是他的论文没有获得认可，因而并未正式出版。直到1984年IBM的Bennett和Montreal大学的Brassard提出BB84量子保密通信协议 [Bennett 1984] 以后，量子通信才获得巨大的关注，迄今为止BB84仍是最具影响力的量子保密通信协议。在理论方面，各种协议、方案不断被提出，通信协议的安全性证明不断完善；在实现技术方面，各种调制策略、探测器件等不断得到改善。本节从基于纠缠的量子通信协议与实验、基于单光子的量子通信协议与实验、基于连续变量的量子通信协议与实验、量子中继与星地量子通信、量子通信网络五个方面说明量子通信的发展现状。
纠缠是量子系统特有的性质，同时也是一种非常重要的通信资源。1993年Bennett等首先提出了基于纠缠光子进行隐形传态的理论协议 [Bennett 1993] ，随后更多的隐形传态的理论协议陆续被提出 [Żukowski1993] [Braunstein 1998] 。1997年Bouwmeester和潘建伟等人首次实现了基于纠缠光子的隐形传态 [Bouwmeester 1997] 。2010年中国科技大学的潘建伟小组又实现了自由空间16 km量子隐形传态实验，相关内容登上了《Nature Photonics》杂志的封面 [Jin 2010] 。
1994年Vaidman提出了利用量子光学中的连续变量纠缠也可以实现量子隐形传态的理论协议 [Vaidman 1994] 。在1998年，Kimble小组提出了实现连续变量量子态隐形传送的具体实验方案 [Braunstein 1998][Furusawa 1998] ，被评为美国当年的十大科技进展之一。随后，澳大利亚国立大学 [Bowen 2003] 及中国的山西大学 [翟泽辉 2005] 都成功演示了该实验，2003年Furusawa小组又成功演示了实现对于压缩态的隐形传送 [Furusawa 2005] 。
密集编码是另外一种基于纠缠的量子通信协议。第一个量子密集编码通信协议也是由Bennet于1992年提出的 [Bennett 1992a] ，首次在实验上验证量子密集编码通信协议已于1995年由Mattle小组完成 [Mattle 1996] 。1999年，Ban及其同事提出了利用连续变量纠缠的演示量子密集编码的具体实验方案 [Ban 1999 ] ，随后由我国山西大学光电研究所的彭堃墀小组率先实现 [Li 2002] 。
在基于单光子的量子保密通信协议方面，继BB84协议之后，1992年Bennett等提出了基于非正交态的B92协议 [Bennett 1992b] ，但上述协议均需完美的单光子源作为实验实现条件，否则不能抵御光子数分流攻击。针对此问题，韩国和我国的学者独立地提出了诱骗态量子通信协议 [Hwang 2003] [Wang 2005] ，并证明了诱骗态协议在使用弱激光光源时也是安全的，在此之后的基于单光子的量子保密通信实验验证多是采用诱骗态协议完成的。
基于单光子的量子保密通信协议的第一个实验验证是在1989年由Bennett等实现的，其传输距离仅为30 cm，但是很快就被扩展到了1.1 km [Muller 1993][Breguet 1994] 而且逐渐走出实验室，出现了23 km [Muller 1995] [Muller 1996] 、67 km [Stucki 2002] 的室外实验。日内瓦大学的Gisin小组于2009年在250 km的光纤中实现了时间编码的量子保密通信，这是目前通信距离最远的量子保密通信实验 [Stucki 2009] ，但其安全通信速率只有15 bps。2010年，日本东芝公司剑桥研究所利用相位调制在50 km的光纤中进行了长时间的量子保密通信，安全通信速率达到1 Mbps [Dixon 2010] ，这是量子保密通信的速率新纪录。目前基于单光子的量子保密通信已逐渐趋向成熟并逐渐走向产业化，已有公司推出商品化的量子保密通信设备，如瑞士Id-Quantique公司的Cerberis量子保密通信系统等。
利用纠缠资源也可以实现量子保密通信协议。1991年Ekert提出基于两粒子最大纠缠态的量子保密通信协议 [Ekert 1991] 。目前在自由空间中，已经成功实现了基于光子偏振态的144 km的量子保密通信 [Ursin 2007] 。
基于连续变量的量子保密通信协议也被提出和实验验证，Huttner等1995年提出基于连续变量的量子保密通信协议 [Huttner 1995] ，2000年Hillery [Hillery 2000] 提出了基于压缩态的量子保密通信协议。2002年，法国的F. Grosshans和P. Grangier提出了一种将信息加载在相干态的位置和动量分量上的量子保密通信协议，称为GG02协议 [Grosshans 2002] 。2005年澳大利亚的Pingkoy Lam小组也提出了一种无开关的相干态连续变量量子密钥分发方案 [Lance 2005] ，并在实验上得以实现 [symul 2007] 。2009年，P. Grangier小组又提出了一种离散调制的方法 [Leverrier 2009] ，原则上可以将安全距离扩展到100 km以上，2010年我国的国防科技大学在自由空间中实现了此种协议 [Shen 2010] 。
为了进一步提高量子通信的距离，两种技术得到发展：一是量子中继器（Quantum Repeater），二是基于卫星的量子通信技术。
量子中继的主要思想是，相距较远的两个节点之间的纠缠可以通过两个距离较近的纠缠态进行纠缠交换得到。对于单光子的量子中继，目前已提出了基于拉曼散射的量子中继方案 [Duan 2001] 和基于双光子测量的量子中继方案 [Zhao 2007] 。对于连续变量，已经提出了基于薛定谔猫态可以实现非局域的纠缠制备 [Ourjoumtsev 2009] ，而且当猫态足够大时，可以利用线性光学器件和可分辨光子数的探测器实现确定的纠缠交换。
虽然在理论研究方面，量子中继技术已提出了多种方案，但在实验方面，量子中继技术的实验验证才刚刚起步。对于纠缠光子的量子中继已经实验成功实现了基于光子测量的纠缠交换，进而建立远距离节点之间的纠缠，例如2008年，潘建伟小组实现了由300 m光纤连接的两个原子系统间的纠缠 [Yuan 2008] 。对连续变量的量子中继还仅限于本地薛定锷猫态 [Ourjoumtsev 2009] 的制备实验，未见完成节点间量子中继的实验报道。
在基于卫星的量子通信方面，2008年欧洲的研究团队进行星地量子通信实验，将地面站发出的弱光脉冲发射到轨道高度为1485 km的低轨道卫星，由卫星上的角反射器反射回地面接收机，验证了卫星和地球之间的单光子传输的可能性 [Villoresi 2008] 。基于卫星的量子通信被认为是很有前景实现全球范围内量子通信的技术路线，已有多个国家政府和军方资助相关研究机构进行深入研究。
首个多用户量子通信网络的实验是1997年由Towsend等完成的，该实验将一个量子通信终端作为网络控制器，采用光功分器进行多用户密钥分发 [Phoenix 1995] 。2003年，Brassard提出一种采用波分复用技术的基于光纤的量子通信网络方案 [Brassard 2003] ，每个用户采用波长寻址，并用实验验证了采用波分复用不会影响量子通信的性能。
2004年，美国国防部高级研究计划署建成了全球第一个量子通信网络（the DARPA Quantum Network） [Elliott 2005] ，连接位于BBN公司、哈佛大学和波斯顿大学的6个服务器。2006年Kumavor等在总线型网络拓扑结构上用实验验证了6个用户的量子密钥分发 [Kumavor 2006] 。2008年10月欧洲联合小组在维也纳建立了SECOQC（Secure Communication based on Quantum Cryptography）量子安全通信网络，包含6个节点、8条链路 [Peev 2009] 。2010年10月，由日本的多家公司（NEC，Mitsubishi Electric，NTT和NICT）和东芝欧洲研究中心（Toshiba Research Europe Ltd. (UK)）、瑞士ID Quantique、奥地利All Vienna研究组合作建立了东京量子密钥分发网络（Tokyo QKD Network），该网络有6个节点，最快的节点间通信速率达到了304 kbps。
在我国，2007年中国科学技术大学实现了基于波分复用的四用户量子通信网络 [Chen 2009] ，它是基于现有的光纤通信网络的，最远通信距离达到42.6 km。随后，又实现了3个用户的诱骗态量子通信网络 [Chen 2009b] ，并且实现了量子保密语音通信。2009年，在芜湖建成了世界首个“量子政务网” [许方星 2009] ，设置了4个全通主网节点和三个子网用户节点以及1个用于攻击检测的节点，长为15 km。值得注意的是，2012年中国科学技术大学宣布在合肥建立了46个节点的城域量子通信网络，在北京建立了金融量子通信网络。整体来看，我国的量子通信网络研究走在了世界前列。
量子通信涉及的各项技术发展并不均衡，诸如基于单光子的量子保密通信及其网络化技术已经逐渐步入了实用化和工程化的进程中，而量子中继和量子存储等技术还处于理论研究和实验室验证阶段。然而，21世纪是信息的时代，也是量子的时代，世界各国都在加紧在量子通信领域加大投入，抢占下一轮信息产业革命的制高点，量子通信必将在不远的将来得到更加迅猛的发展。