，由于环境噪声的影响，量子纠缠态的品质会随着传送距离的增大而变得越来越差。
因此，如何提纯高品质的量子纠缠态是量子通信研究中的重要课题。
第二，则是如何实现量子信号的中继转发，取得令人满意的远距离通信效果。
到目前为止，业界在光源、信道节点和接收机等方面还没有取得圆满成功，所需的安全性要求没有保障，可能被窃听。
如何对实际量子密钥分发系统进行攻防测试和安全性升级是运行维护面临的难题。
第三个难题，则是因为中继节点的密钥存储和转发存在漏洞，可能成为整个系统的安全风险点。
如何解决纠缠态对信道长度抖动过于敏感、误码率随信道长度增长过快等严重问题，也是一个令人头疼的问题。
一般来说，只要解决了这三个难题，那么也就等于是突破了量子通信技术。
这三个难题，业界的研究人员也都清楚。
而针对这三个难题，业界也有了几点解决思路。
其一便是采用量子中继技术，扩大通信距离。
单光子在传输过程中损耗很大，对于远距离传输，就必须要使用中继技术。
然而，量子态的克隆原理给量子中继出了很大难题，因为量子态不可复制，所以量子中继不能像普通的信号中继一样，把弱信号接收放大后再转发出去。
量子中继只能是在光子到达最远传输距离之前接收其信号，先存储起来，再读出这个信号，最后以单光子形式发送出去。
量子中继很像火炬接力，一个火炬在燃料耗尽之前点燃另一个火炬，这样持续传送下去，不能一次同时点燃多个火炬。
在2008年的时候，中科大的潘伟教授领导的研究小组，号称突破了“量子中继器的研究实验”，并发表在了《自然》上面。
在国际上首次实现了具有存储和读出功能的纠缠交换，建立了由300米光纤连接的两个冷原子系综之间的量子纠缠。
第二个解决思路，便是采用星地通信方式，实现远程传输。
采用卫星通信，两地之间的量子通信更加方便便捷。
在真空环境下，光子基本无损耗，损耗主要发生在距地面较低的大气中。
据测算，只要在地面大气中能通信十几千米，星地之间通信就没有问题。
这方面也有科研工作者做过相关的实验，成功地进行了夜晚十几千米的单光子