在理論上，量子密碼的安全性由物理規律保證，只要不能違背物理規律就無法破譯。整個量子通信的完成借助了量子力學的基本特性，簡單的說可以說基于量子態不可克隆原理和海森堡測不準原理。

從理論上講，應用量子通信技術加密的信息是絕對安全，不會被監聽或截取的。量子通信所做的并不是加密，而是把密鑰分配給需要加密通信的用戶雙方，密文的發送仍然可以通過標準的通信手段來完成。而這個過程要保證的就是能夠在終端A、B兩人之間實現密鑰的分配，并且要保證分配過程中不會使未授權的第三方得到密鑰的內容。

量子通信實際應當叫量子密鑰分發。量信只傳密鑰（隨機數），再用傳統信道發加密信息（一次一密，不可破解）。籠統的講，由于量子不可復制，竊聽者拿到的部分接收者拿不到，這部分就不會是密鑰的一部分（收發雙方協商好的部分才能成為密鑰），竊聽者只拿到一串沒用的隨機數。

加密算法是一次一密。這個算法早已經從理論上證明了，沒有密鑰就無法破解。中國科大潘建偉院士打比方說，“量子密鑰在量子通信中的作用就像火漆一樣，但比火漆更徹底。一旦有人試圖打開信件，量子密鑰會讓信件自毀，并讓使用者知曉。這樣，竊聽者不但竊聽不到量子電話的通話內容，還會暴露自己。所以，從原理上說，無論是現在還是將來，無論破譯者掌握了多么先進的竊聽技術、多強大的破譯能力，只要量子力學規律成立，量子保密通信就無法被破解。”