La Distribuzione Quantistica delle Chiavi, o QKD, è un tipo di protocollo di crittografia quantistica. Sfrutta l'incertezza fondamentale delle particelle quantistiche come i fotoni per codificare informazioni in esse e produrre una chiave sicura. Questo può essere un argomento difficile da spiegare, quindi introduciamo Alice e Bob per aiutare. Diciamo che Alice e Bob vogliono condividere una chiave segreta tra di loro senza che un intercettatore, Eve, lo sappia. Usando la QKD, Alice prepara i suoi fotoni in certi stati quantistici e poi li invia a Bob. Rappresentazione diagrammatica della QKD presa da qui. Un principio fondamentale della meccanica quantistica è che qualsiasi tipo di misurazione altera lo stato quantistico di una particella. E quindi, se Eve cerca di misurare lo stato quantistico dei fotoni inviati da Alice, inevitabilmente li altererebbe, rendendo così nota la sua presenza. Se cerca di farne una copia senza alterarli, scoprirebbe di essere bloccata da qualcosa noto come "Teorema del non clonaggio quantistico" se Alice e Bob hanno usato il protocollo giusto. E quindi, ecco qui, un mezzo sicuro per stabilire una chiave segreta tra due parti! Una volta stabilita questa chiave segreta o un OTP (one time pad), può essere utilizzata da Alice e Bob per comunicare in modo sicuro e segreto senza la paura che una terza parte li ascolti o rubi le loro informazioni. Esistono vari tipi di protocolli QKD. Alcuni protocolli richiedono che vengano trasmessi fotoni singoli tra Alice e Bob (QKD a Fotone Singolo). Ma produrre stati a fotone singolo è difficile, e quindi, molte volte, vengono utilizzati impulsi laser debolmente coerenti al loro posto (QKD a Impulso Laser Debolmente Coerente). Un secondo tipo di QKD richiede l'uso di una sorgente di fotoni entangled che invia coppie di fotoni entangled sia ad Alice che a Bob (QKD a Fotoni Entangled). Ci sono varie missioni pianificate in tutto il mondo attualmente per dimostrare la QKD nello spazio. Nel Regno Unito, un consorzio composto da Craft Prospect, l'Università di Strathclyde e l'Università di Bristol sta lavorando alla missione ROKS che dimostrerà la QKD a Impulso Laser Debolmente Coerente da satellite a terra.