La distribution quantique de clés, ou QKD, est un type de protocole de cryptographie quantique. Elle exploite l'incertitude fondamentale des particules quantiques telles que les photons pour encoder des informations en elles afin de produire une clé sécurisée. Cela peut être un sujet délicat à expliquer, alors introduisons Alice et Bob pour aider. Disons qu'Alice et Bob veulent partager une clé secrète entre eux sans qu'un espion, Eve, ne le sache. En utilisant le QKD, Alice prépare ses photons dans certains états quantiques et les envoie ensuite à Bob. Une représentation schématique du QKD est prise d'ici. Un principe fondamental de la mécanique quantique est que toute sorte de mesure altère l'état quantique d'une particule. Et donc, si Eve essaie de mesurer l'état quantique des photons qu'Alice a envoyés, elle les altérerait inévitablement, rendant ainsi sa présence connue. Si elle essaie d'en faire une copie sans les altérer, elle découvrirait qu'elle est bloquée par quelque chose connu sous le nom de "théorème de non-clonage quantique" si Alice et Bob ont utilisé le bon protocole. Et ainsi, vous avez là un moyen sécurisé de définir une clé secrète entre deux parties ! Une fois cette clé secrète ou un OTP (one time pad) établi, elle peut être utilisée par Alice et Bob pour communiquer de manière sécurisée et secrète sans craindre qu'un tiers ne les écoute ou ne vole leurs informations. Il existe divers types de protocoles QKD. Certains protocoles nécessitent la transmission de photons uniques entre Alice et Bob (QKD à photon unique). Mais produire des états à photon unique est difficile, et donc, souvent, des impulsions laser faiblement cohérentes sont utilisées à leur place (QKD à impulsion laser faiblement cohérente). Un deuxième type de QKD nécessite l'utilisation d'une source de photons intriqués qui envoie des paires de photons intriqués à la fois à Alice et à Bob (QKD à photons intriqués). Il existe actuellement diverses missions planifiées dans le monde pour démontrer le QKD dans l'espace. Au Royaume-Uni, un consortium composé de Craft Prospect, de l'Université de Strathclyde et de l'Université de Bristol travaille sur la mission ROKS qui démontrera le QKD par impulsion laser faiblement cohérente de satellite à terre.