انتقال داده مستقیم امن، روشی است که در آن بدون به اشتراک گذاشتن کلیدی سرّی و مشترک، طرفین شرکت کننده در پروتکل، می توانند اطلاعات محرمانه را به طور امن به یکدیگر ارسال نمایند. در پروتکل های انتقال داده مستقیم امن کوانتومی ارائه شده، طرفین شرکت کننده در پروتکل باید از توانایی کامل کوانتومی برخوردار باشند. اما در این رساله برای اولین بار، دو پروتکل نیمه کوانتومی ارائه خواهد شد که در آن فقط یکی از شرکت کننده ها، توانایی کامل کوانتومی دارد و سایر طرفین شرکت کننده در پروتکل، کلاسیک می باشند و نیازی به محاسبات و دستگاه های پیچیده کوانتومی ندارند. تسهیم راز، رویه ای برای تجزیه یک پیام به چندین بخش است به طوری که هیچ زیر مجموعه ای از بخش های آن به طور مستقل، توان خواندن پیام را نداشته باشند، اما با همکاری یکدیگر بتوانند پیام را بخوانند. کامپیوترهای کوانتومی می توانند این کار را بدون رمزگذاری و نیاز به کلید مشترک و با بهره بردن از خواص فیزیک کوانتومی انجام دهند. در ادامه پس از بیان مقدماتی در مورد محاسبات کوانتومی، رمزنگاری کوانتومی و مفهوم نیمه کوانتومی، ابتدا دو پروتکل انتقال داده مستقیم امن نیمه کوانتومی ارائه شده است. همچنین در ادامه، روشی بهبود یافته از لحاظ کارایی و امنیت برای پروتکل تسهیم راز نیمه کوانتومی بیان شده است. پس از آن نیز پروتکلی برای تعمیم تسهیم راز نیمه کوانتومی به بیش از دو گیرنده و بدون کاهش کارایی و امنیت ارائه شده است.