Chociaż technologie kwantowe, wykorzystujące prawa mikroświata, mogą się przyczynić do złamania niejednej zaszyfrowanej wiadomości, równocześnie mogą zapewniać bezpieczeństwo przesyłanej informacji. Jednym z takich zastosowań praw mikroświata jest kwantowa dystrybucja kluczy, umożliwiająca bezpieczne uzgodnienie klucza szyfrującego, który następnie podlega okresowym zmianom równocześnie po obu stronach łącza.

Pierwszym komercyjnie dostępnym urządzeniem był Cerberis firmy ID Quantique, który jest wykorzystywany przez instytucje rządowe i finansowe od 2004 r. Obecnie na rynku oferowane są podobne rozwiązania, które wykorzystują jedne z najważniejszych praw fizyki mikroświata - zakazywanie klonowania stanu fotonu. Zatem każdy pomiar własności kwantowych powoduje ich zmianę, dzięki czemu przy poprawnej implementacji technicznej można udowodnić istnienie podsłuchu w kanale kwantowym. Wskaźnikiem jest stopa błędów: jeśli występuje nagły wzrost liczby błędów, oznacza to uszkodzenie kanału kwantowego albo podsłuch. Jest to więc sygnał dla służb odpowiedzialnych za bezpieczeństwo transmisji, nakazujący przeprowadzenie audytu łączy.

Kanał kwantowy, którym przesyłane są pojedyncze fotony, służy jedynie do uzgodnienia klucza szyfrującego. Wszystkie chronione informacje są przesyłane innym światłowodem lub radiołączem, medium to przenosi zaszyfrowane losowymi kluczami informacje. Do szyfrowania używane są standardowe algorytmy szyfrujące, takie jak AES z kluczem o długości 256 bitów, przy czym klucz jest regularnie zmieniany, na przykład 1 raz na minutę.

Ograniczeniem tego systemu jest zasięg pojedynczego odcinka łącza kwantowego - obecnie jest to około 100 km, chociaż teoretycznie maksymalny zasięg kwantowego łącza światłowodowego to około 400 km, w laboratorium osiąga się stabilną transmisję na odległość 250 km. Aby przesyłać informację na większe odległości, należy obecnie skorzystać z zaufanej lokalizacji pośredniej. Barierą jest także koszt - przykładowy komplet urządzeń kosztuje około 100 tys. USD, do tego należy dodać koszty dobrej jakości światłowodu i regularnego utrzymywania oraz kontroli łącza.