量子力学を用いない場合、盗聴者の計算能力が無限に強い場合には、完全な安全性は不可能であることが知られている。それに対し、量子鍵配送の特徴は、量子力学が根拠となる堅牢な安全性が理論的に証明されていることで、これは応用上はもとより理論的にも興味深いことである。
ただし盗聴者へ漏洩したであろう情報の見積もりについてであるが、盗聴による信号の乱れと通信路の自然雑音を区別する方法はなく、送信機・通信路・受信機などで発生した雑音は全て盗聴により引き起こされたと仮定し、それらを盗聴された情報量の全てであると見積もって秘匿性増幅により配送した鍵の一部を適切に削減する。これは非効率ではあるが、物理法則以外に何事も可能とされる攻撃者が通信路をより雑音の低いものにすり替える可能性も捨てきれないためである
つまり前述の意味で、厳密には盗聴行為を検知する方法はないと言って良い
例えば（近似的な）単一光子に基づくプロトコルの場合、受信側の光子検出器が誤って光子を検出してしまう場合があり（暗検出）、これが安全性に影響を与える。特に光ファイバーを介して送信を送る場合、非常に多くの光子が伝送途中で損失してしまうため、遠距離通信の場合には、暗検出の中に本物の信号が埋もれてしまう。
以上の過剰な防御手段は、完全に近い安全性を実現する上ではやむを得ない。
ただし、上記の安全性の証明は、通信を途中で傍受するタイプの攻撃が念頭にある。このほかにも、通信相手になりすます、配布が終了した後の鍵を盗む、暗号化の前や平文に直した後を狙うなどといった攻撃がありうる。
また、量子暗号だけでなく通信機器全般に言えることではあるが、例えばバックドアを仕掛ける攻撃もありえる
一般的に暗号では理論上の安全性が実装上の安全性をそのまま意味するわけではない。
ただし前述のシャノンの完全秘匿の定義からは、鍵列の各ビットは互いに独立でかつ各鍵列は等確率で出現する独立同分布である必要性に注意を要する。
この場合、配送された鍵系列が独立同分布にはならないことから、部分的既知平文攻撃により残りの鍵系列の推定に成功する確率が導出されている。
、量子鍵配送は「計算能力に制限のない攻撃者」を想定している。そのため当該目標を達成するには、他の解決策が望ましいと考えられる。
政府機関による量子鍵配送の非推奨.