Phân phối khóa lượng tử (QKD) là một phương pháp liên lạc an toàn thực hiện một giao thức mật mã liên quan đến các thành phần của cơ học lượng tử. Nó cho phép hai bên tạo ra một khóa bí mật ngẫu nhiên được chia sẻ mà chỉ họ mới biết, sau đó có thể được sử dụng để mã hóa và giải mã thông điệp. Nó thường bị gọi nhầm là mật mã lượng tử, vì đây là ví dụ nổi tiếng nhất về một nhiệm vụ mật mã lượng tử.
Mặc dù đã có mặt trên thị trường nhiều năm, nhưng việc chế tạo các hệ thống này trở nên nhỏ gọn hơn, rẻ hơn và có khả năng hoạt động ở khoảng cách xa hơn vẫn đang tiếp tục được thực hiện. Tất cả những điều này đều rất quan trọng đối với việc các chính phủ và ngành công nghiệp áp dụng các công nghệ này. Việc tích hợp các hệ thống QKD này vào cơ sở hạ tầng mạng hiện có là thách thức hiện tại và các nhóm đa ngành gồm các nhà sản xuất thiết bị viễn thông, nhà cung cấp cơ sở hạ tầng trọng yếu, nhà điều hành mạng, nhà cung cấp thiết bị QKD, các chuyên gia an ninh mạng và các nhà khoa học đang nỗ lực giải quyết vấn đề này.
QKD cung cấp một phương thức phân phối và chia sẻ các khóa bí mật cần thiết cho các giao thức mã hóa. Điều quan trọng ở đây là đảm bảo chúng luôn được giữ bí mật, tức là chỉ giữa các bên tham gia giao tiếp. Để làm được điều này, chúng ta dựa vào điều từng được coi là vấn đề của các hệ thống lượng tử; nếu bạn "quan sát" chúng, hoặc làm xáo trộn chúng theo bất kỳ cách nào, bạn sẽ "phá vỡ" các đặc tính lượng tử.