kwantumsleuteluitwisseling

Kwantumsleuteluitwisseling, ook bekend als kwantum sleuteldistributie (QKD), is een methode voor het veilig uitwisselen van een cryptografische sleutel tussen twee partijen met behulp van de principes van kwantummechanica. Het biedt een beveiligingsniveau dat gegarandeerd wordt door de natuurwetten, in tegenstelling tot traditionele cryptografie die afhankelijk is van computationele complexiteit. Het kernidee is dat elke poging tot afluisteren van de kwantumcommunicatie onvermijdelijk de kwantumtoestand van de deeltjes verstoort, waardoor de afluisteraar gedetecteerd wordt.

Er bestaan verschillende protocollen voor kwantumsleuteluitwisseling, waarvan BB84 het meest bekende is. Bij BB84 worden fotonen gebruikt die in verschillende kwantumtoestanden kunnen worden gepolariseerd. De zender stuurt een reeks fotonen, elk gepolariseerd volgens een willekeurig gekozen basis (bijvoorbeeld cartesisch of diagonaal). De ontvanger meet vervolgens de polarisatie van elk foton, eveneens met een willekeurig gekozen basis. Na de uitwisseling vergelijken de twee partijen de gebruikte bases. Alleen de metingen waarbij dezelfde basis is gebruikt, worden behouden om de geheime sleutel te vormen.

De kracht van kwantumsleuteluitwisseling ligt in de ontdekkingsmogelijkheid van afluisteren. Als een afluisteraar de fotonen onderschept en meet, zal dit een foutenpercentage introduceren dat detecteerbaar is door de legitieme gebruikers. Als dit foutenpercentage boven een bepaalde drempel komt, wordt de sleutel verworpen en wordt een nieuwe poging ondernomen. Hoewel de technologie nog in ontwikkeling is, wordt kwantumsleuteluitwisseling gezien als een veelbelovende oplossing voor de beveiliging van communicatie in het tijdperk van kwantumcomputers.