В то время как классическое шифрование опирается на вычислительную сложность математических задач, квантовое распределение ключей (QKD — Quantum Key Distribution) переносит защиту на фундаментальные законы квантовой механики.
Как работает протокол BB84
Передатчик (Алиса) отправляет приёмнику (Бобу) по оптоволоконной линии последовательность одиночных фотонов, закодированных в различных квантовых базисах (например, поляризации).
Согласно теореме о запрете клонирования квантового состояния, перехватчик (Ева) не может скопировать неизвестный фотон, не изменив его. Любая попытка измерить фотон на линии неизбежно вносит ошибки в передаваемую последовательность. Сравнив по открытому каналу небольшую контрольную часть битов, стороны сразу видят рост уровня квантовых ошибок (QBER): если линия прослушивается — ключ сбрасывается и данные по нему не передаются.
Масштаб реальных сетей
- В России построена одна из крупнейших в Европе магистральных квантовых сетей (курируется РЖД совместно с отечественными научными центрами) протяжённостью в тысячи километров, связывающая Москву, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Казань и Урал
- В Китае наземная магистраль Пекин–Шанхай дополнена квантовыми спутниками серии «Мо-цзы», распределяющими ключи между континентами через открытый космос
