A kvantumkulcs-elosztás (QKD) egy biztonságos kommunikációs módszer, amely a kvantummechanika komponenseit magában foglaló kriptográfiai protokollt valósít meg. Lehetővé teszi két fél számára, hogy egy megosztott, csak általuk ismert véletlenszerű titkos kulcsot hozzanak létre, amelyet aztán üzenetek titkosítására és visszafejtésére használhatnak. Gyakran helytelenül kvantumkriptográfiának nevezik, mivel ez a kvantumkriptográfiai feladatok legismertebb példája.
Bár már évek óta kereskedelmi forgalomban kaphatók, a folyamatos fejlesztések során ezek a rendszerek kompaktabbá, olcsóbbá és nagyobb távolságokon is működőképesebbé válnak. Mindezek kritikus fontosságúak a technológiák kormányok és ipar általi elterjedése szempontjából. A QKD-rendszerek meglévő hálózati infrastruktúrába való integrálása a jelenlegi kihívás, és telekommunikációs berendezésgyártókból, kritikus infrastruktúra-szolgáltatókból, hálózatüzemeltetőkből, QKD-berendezés-szállítókból, digitális biztonsági szakemberekből és tudósokból álló multidiszciplináris csapatok dolgoznak ezen.
A QKD módszert kínál a kriptográfiai protokollokhoz szükséges titkos kulcsok elosztására és megosztására. A lényeg itt az, hogy biztosítsuk azok privát jellegét, azaz a kommunikáló felek között maradjanak. Ehhez arra támaszkodunk, amit egykor a kvantumrendszerek problémájának tekintettek: ha „rájuk nézünk”, vagy bármilyen módon megzavarjuk őket, akkor „megtörjük” a kvantumjellemzőket.