Kwantowa wymiana klucza Komunikacja kwantowa polega na kodowaniu informacji w stanach kwantowych, w szczególności kubitach, w odróżnieniu od komunikacji klasycznej, gdzie używa się bitów. Najczęściej w fizycznej realizacji wykorzystywane są fotony, a protokoły kwantowej dystrybucji klucza wykorzystują szczególne właściwości ich stanów kwantowych. Istnieje kilka różnych podejść do QKD, które mogą być podzielone na dwie główne kategorie według kwantowej właściwości, którą wykorzystują.
Protokoły typu przygotuj i zmierz (ang. prepare-and-measure protocols) W przeciwieństwie do fizyki klasycznej, akt pomiaru jest integralną częścią mechaniki kwantowej. W ogólności pomiar nieznanego stanu kwantowego zmienia ten stan. Zjawisko to jest związane z zasadą nieoznaczoności, information-disturbance theorem i no cloning theorem. Te właściwości mogą być wykorzystane do wykrycia podsłuchu w czasie próby przesyłu (podsłuchiwanie wymaga dokonania pomiaru), a nawet ilości przechwyconej informacji.