Kvanttisalaus on kryptografian muoto, joka perustuu kvanttimekaniikan periaatteisiin tietojen suojaamiseksi ja salakuuntelun havaitsemiseksi. Kuten kaikki salausmuodot, kvanttisalaus on mahdollisesti rikkoutuva, mutta se on teoriassa erittäin luotettava, mikä saattaa tehdä siitä sopivan erittäin arkaluonteisille tiedoille. Valitettavasti se edellyttää myös joidenkin hyvin erikoistuneiden laitteiden hallussapitoa, mikä voi estää kvanttisalauksen leviämisen.
Salaus käsittää koodattujen viestien vaihdon. Lähettäjä ja vastaanottaja voivat purkaa viestit ja määrittää siten sisällön. Avain ja viesti lähetetään yleensä erikseen, koska toinen on hyödytön ilman toista. Kvanttisalaus tai kvanttiavainjakelu (QKD), kuten joskus tiedetään, kvanttimekaniikka on mukana avaimen luomisessa, jotta se olisi yksityinen ja turvallinen.
Kvanttimekaniikka on erittäin monimutkainen ala, mutta tärkeä asia tietää siitä suhteessa kryptografiaan on, että jonkin havaitseminen aiheuttaa siihen perustavanlaatuisen muutoksen, mikä on avain tapaan, jolla kvanttisalaus toimii. Järjestelmään kuuluu fotonien siirto, jotka lähetetään polarisoitujen suodattimien kautta, ja polarisoitujen fotonien vastaanotto toisella puolella käyttäen vastaavaa suodatinsarjaa viestin dekoodaamiseksi. Fotonit ovat erinomainen työkalu salaustekniikkaan, koska niille voidaan antaa arvo 1 tai 0 riippuen kohdistuksesta, mikä luo binääridataa.
Lähettäjä A aloittaisi tietojenvaihdon lähettämällä sarjan satunnaisesti polarisoituneita fotoneja, jotka voitaisiin polarisoida suoraviivaisesti aiheuttaen joko pystysuoran tai vaakasuuntaisen suunnan tai vinottain, jolloin fotoni kallistuu suuntaan tai toiseen. Nämä fotonit saapuisivat vastaanottajalle B, joka käyttäisi satunnaisesti määritettyä suoraa tai diagonaalista suodatinta viestin vastaanottamiseen. Jos B käyttäisi samaa suodatinta kuin A tietylle fotonille, kohdistus vastaisi, mutta jos hän ei, kohdistus olisi erilainen. Seuraavaksi he vaihtavat tietoja käyttämistään suodattimista ja hylkäävät fotonit, jotka eivät täsmää, ja säilyttävät ne, jotka tekivät avaimen.
Kun molemmat vaihtavat tietoja jaetun avaimen luomiseksi, he saattavat paljastaa käyttämänsä suodattimet, mutta eivät paljasta mukana olevien protonien kohdistusta. Tämä tarkoittaa sitä, että näitä julkisia tietoja ei voida käyttää viestin purkamiseen, koska salakuuntelija puuttuu avaimen kriittisestä osasta. Kriittisemmin tietojenvaihto paljastaa myös salakuuntelijan läsnäolon, C.Jos C haluaa salakuunnella saadakseen avaimen, hänen on siepattava ja tarkkailtava protoneja, mikä muuttaa niitä ja varoittaa A ja B salakuuntelijan läsnäolo. Molemmat voivat yksinkertaisesti toistaa prosessin uuden avaimen luomiseksi.
Kun avain on luotu, salausalgoritmilla voidaan luoda viesti, joka voidaan lähettää turvallisesti julkisen kanavan kautta, koska se on salattu.