رمزنگاری کوانتومی چگونه انجام می‌شود؟

به عمل پنهان کردن اطلاعات، رمزنگاری گفته می‌شود که هدف از آن انتقال اطلاعات به‌صورت امن است؛ یکی از راه‌های ایجاد امنیت در انتقال پیام استفاده از کلیدهای مشترک به حساب می‌آید.

محققان حوزه فناوری اطلاعات با موفقیت نشان داده‌اند که اصول فیزیک و رمزنگاری کوانتومی در شبکه‌های نوری قادر به محافظت بهتر از ارتباطات است.

به تعبیر دیگر رمزنگاری کوانتومی استفاده مکانیک کوانتومی به‌خصوص ارتباطات و محاسبات کوانتومی برای اجرای عملیات رمزنگاری و شکستن سیستم‌های رمزگذاری است و استفاده از رمزنگاری کلاسیک (غیر کوانتومی) برای حفاظت در برابر حمله کنندگان کوانتومی نیز به عنوان رمزنگاری کوانتومی در نظر گرفته می‌شود که به این حالت رمز نگاری پست-کوانتومی می‌گویند.

طبق مکانیک کوانتومی و اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، اگر قطبش فوتون عمودی یا افقی باشد اندازه‌گیری در پایه‌ی قائم (در هر یک از زوایای 0 یا 90 درجه) یک نتیجه درست عمودی یا افقی را می‌دهد ولی اندازه‌گیری در پایه قطری به‌طور تصادفی یا عمودی یا افقی نتیجه می‌دهد.

علاوه بر آن پس از این اندازه‌گیری جهت قطبش هم‌راستا با جهتی می‌شود که در آن اندازه‌گیری انجام شده است و تمام اطلاعات در مورد قطبش اولیه کاملاً از بین می‌رود.

در حقیقت ارسال‌کننده با استفاده از منبع، یکی از چهار حالت قطبش صفر، 45، 90، 135 را برای گیرنده ارسال می‌کند.

در طرف دیگر از گیرنده برای اندازه‌گیری قطبش استفاده می‌شود؛ به این ترتیب کدگذاری اطلاعات با استفاده از فوتون‌ها که جهت قطبش آنها می‌تواند برای نشان دادن صفر یا یک (هر فوتون یک بیت اطلاعات) استفاده شود، امکان‎پذیر است.

رمزنگاری کوانتومی تنها برای تولید و توزیع کلید استفاده می‌شود؛ برای انتقال اطلاعات به کاربرده نمی‌شود.

این کلید در مراحل بعدی می‌تواند همراه با هر الگوریتم رمزگذاری (یا رمزگشایی) برای تبدیل پیام به رمز یا برعکس استفاده شود.