我们知道，微波通信采用接力的办法，通过建立中继站实现了远距离的通信。但是，这种方式也有很大的缺点。因为地球上有些地方是无法建立中继站的。比如，从我国的北京到美国的纽约，距离有上万千米，中间隔着波涛汹涌的太平洋，如果每隔四五十千米，建立一个中继站，就得在海上建两百多个站，这是不可能做到的。
利用卫星进行通信的思想，最早是由英国科学家、预言家克拉克提出的。1945年2月，克拉克发表了一篇《地球外的中继站》的科学预言论文。他提出利用人造地球卫星作为传送微波信息的中继站，将卫星放到赤道上空约36000千米的同步轨道上。这样，一颗卫星上的中继站所转发的微波，可以覆盖大约三分之一的地球表面。如果布放三颗等距离同步卫星，全球卫星通信即可实现。
1965年4月6日，第一颗通信卫星发射成功。从此，人类真正在天上建立了“中继站”。
卫星通信是由一个地面站向卫星发射信号，经过卫星的放大、变频等处理，再转发给另一个地面站。一般来说，经卫星的这一“跳”，最远的通信距离可达13000千米，三“跳”即可绕地球一周。通信卫星居高临下，因而不受任何地形条件的限制，即使是在荒漠、高山、海洋和岛屿等，只要有一个直径零点几米的“甚小地面站”，就可以通信，而且通信的费用与通信距离无关。有人作过计算，从一颗卫星发射出来的微波信号，能够覆盖地球面积的40％，相当于在地面架设300多个微波接力站。在卫星覆盖区内，任意两点或多点，都可以实现卫星通信。卫星通信的容量也大得惊人，一颗通信卫星可以容纳6万多人同时打越洋电话，并可进行许多路电视通信，还可以进行数据、文字、图像和移动通信。
电子通信
在当前这样一个信息时代，人们对信息交往速度的要求越来越高，其中尤其使人们不满足的是信件的邮递速度。一封国际邮件，即使是利用特快专递邮政业务，它也要二三天左右。这对于一些急需用信件方式而无法用电话传递的信息来说，譬如合同、各种公证文书等等，常常因太慢而误事。当然使用传真通信是可行的，但就国内国际的目前状况来说，许多普通家庭并不拥有传真机，因此也难于使邮件普遍地使用传真机传送。
终于在20世纪80年代初，国际上出现了一种电子信函业务。简单地说，这是一种邮政加电信结合的业务。其原理也很易理解，需要使用者可去开办这项业务的邮局，把需要邮递传送的文件或信件交给他们，由邮局用传真机发往中继局，再由中继局通过国际电话电路传往目的地邮局，交给收受邮件者，收件人就可以在一二小时内看到同交件人交出的文件或信件一模一样的真迹。因此，电子信函是目前最迅速的通邮方式了。
在国际电脑网络形成的20世纪90年代，这种电子信函有了更进一步的飞跃。分布世界各地的入网电脑的使用者，只要在家里就可以及时把信函内容直接发给收件人，不必再有劳邮政部门了。
中微子束通信
无线电通信是今日使用最广的通信方法。但是它常受到外界的干扰。至于微波通信则有一个很大的缺点，就是受到高山或高大建筑物的阻隔，微波就不能通过。于是不得不每隔一定距离设置一个微波中继站，来传送微波讯号，这就大大增加了费用。
现在已经发明了一种新型的通信方法，它就是利用中微子束进行的通信。中微子是存在于原子核中的一种粒子，它在原子核裂变时放射出来。中微子并不神秘，在阳光中就含有大量的中微子，并不断地放射到地球上来，这是因为太阳内部不断地在进行着核反应。中微子的本领大极了，一是速度快，它以接近光速的速度行进，从太阳来到地球8分钟就够了。二是穿透力强，不管高山深海，还是岩石金属，它都一穿而过，似乎没有东西可以阻拦它前进。三是方向性好，不会反射、折射、散射，能量损耗极小。它穿过地球之后，衰减不到1％。四是中微子具有不受干扰的特点，因为中微子不带电，不会受任何物质，包括核辐射的影响。
量子通信
量子通信系统的基本部件包括量子态发生器、量子通道和量子测量装置。按其所传输的信息是经典还是量子而分为两类。前者主要用于量子密钥的传输，后者则可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。所谓“隐形传送”指的是脱离实物的一种“完全”的信息传送。从物理学角度，可以这样来想象隐形传送的过程：先提取原物的所有信息，然后将这些信息传送到接收地点，接收者依据这些信息，选取与构成原物完全相同的基本单元，制造出原物完美的复制品。但是，量子力学的不确定性原理不允许精确地提取原物的全部信息，这个复制品不可能是完美的。因此长期以来，隐形传送不过是一种幻想而已。
1993年，6位来自不同国家的科学家，提出了利用经典与量子相结合的方法实现量子隐形传态的方案：将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方，把另一个粒子制备到该量子态上，而原来的粒子仍留在原处。其基本思想是：将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分，它们分别经由经典通道和量子通道传送给接收者。经典信息是发送者对原物进行某种测量而获得的，量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息；接收者在获得这两种信息后，就可以制备出原物量子态的完全复制品。该过程中传送的仅仅是原物的量子态，而不是原物本身。发送者甚至可以对这个量子态一无所知，而接收者是将别的粒子处于原物的量子态上。在这个方案中，纠缠态的非定域性起着至关重要的作用。量子力学是非定域的理论，这一点已被违背贝尔不等式的实验结果所证实。因此，量子力学展现出许多反直观的效应。在量子力学中能够以这样的方式制备两个粒子态，在它们之间的关联不能被经典地解释，这样的态称为“纠缠态”，“量子纠缠”指的是两个或多个量子系统之间的非定域非经典的关联。
量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义，而且可以用量子态作为信息载体，通过量子态的传送完成大容量信息的传输，实现原则上不可破译的量子保密通信。1997年，在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等人合作，首次实现了未知量子态的远程传输。这是国际上首次在实验上成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。实验中传输的只是表达量子信息的“状态”，作为信息载体的光子本身并不被传输。最近，潘建伟及其合作者在如何提纯高品质的量子纠缠态的研究中又取得了新突破。为了进行远距离的量子态隐形传输，往往需要事先让相距遥远的两地共同拥有最大量子纠缠态。但是，由于存在各种不可避免的环境噪声，量子纠缠态的品质会随着传送距离的增加而变得越来越差。因此，如何提纯高品质的量子纠缠态是目前量子通信研究中的重要课题。近年，国际上许多研究小组都在对这一课题进行研究，并提出了一系列量子纠缠态纯化的理论方案，但是没有一个是能用现有技术实现的。最近发现了利用现有技术在实验上是可行的量子纠缠态纯化的理论方案，原则上解决了目前在远距离量子通信中的根本问题。这项研究成果受到国际科学界的高度评价，被称为“远距离量子通信研究的一个飞跃”。
