Un divisor de haz, tal y como se utiliza en la distribución de claves cuánticas (QKD), es un mecanismo que divide los fotones y los polariza. Los divisores de haz pueden dividir los haces de luz de forma lineal o diagonal. En la criptografía cuántica, este proceso de polarización permite que los fotones (conocidos como bits en criptografía) aparezcan en dos estados diferentes para las partes que interactúan. Las dos partes (Alice y Bob) verán los bits como 0 o 1.
El siguiente ejemplo de un protocolo de lanzamiento de monedas, uno de los métodos para realizar la distribución de claves cuánticas entre dos partes, ilustra cómo funciona un divisor de rayos en la QKD. Para comenzar el protocolo de lanzamiento de monedas, un método utilizado entre dos partes desconfiadas, Alice utiliza un divisor de haz para polarizar los fotones, según los principios de la física cuántica. El divisor de haz divide los fotones. Los bits cuánticos generados, o qubits, los envía a Bob. Bob también utiliza un divisor de haz para polarizar los fotones y registra las mediciones de los bits resultantes, que suelen medirse como 0 o 1, como los bits tradicionales. Los envía a Alice para comparar los resultados. Si Alice obtiene los mismos resultados, lo confirmará. Alice y Bob utilizarán entonces los bits que tengan la misma polarización para crear una clave de encriptación secreta. El proceso es en gran medida invisible para los usuarios y lo gestiona un software de encriptación.
Los divisores de haz también pueden ser utilizados por un atacante para interrumpir o espiar el proceso de creación de claves. El atacante (Eve) puede utilizar un divisor de haz para interceptar los fotones que Alice envía a Bob, lo que no causará una perturbación en la mecánica cuántica como la mayoría de las escuchas en la criptografía cuántica. Eve puede entonces ser capaz de controlar lo que envía a Bob, interfiriendo con su proceso secreto de distribución de claves cuánticas. Alice y Bob ya no tienen un canal seguro en el que puedan crear una clave secreta. Los problemas de seguridad, como los ataques de división de haces y otras interferencias, como la inyección de luz, deben abordarse en los sistemas de cifrado cuántico.
