Квантовая криптография - раздел квантовой механики, изучающей передачу информации по квантовым каналам связи. В основе этой науки лежат необычные (с точки зрения классической физики) свойства квантовомеханических объектов - такие как запутанность, суперпозиция и другие. С точки зрения теории квантовые алгоритмы передачи информации невозможно взломать, поскольку этому препятствуют сами законы физики.

В 2011 году физикам удалось показать, что практическая реализация квантовых алгоритмов уязвима для атак. В рамках новой работы ученые предложили защитить информацию с помощью законов термодинамики. В их схеме передача информации происходит по проводу, подключенному к двум парам резисторов со специально подобранными характеристиками.

С одного конца Алиса (по традиции участников мысленных экспериментов по передаче информации называют Алиса и Боб) посылает сообщение из одного бита, подсоединив свои резисторы в определенном порядке, соответствующем значениям 0 и 1. Чтобы получить сообщение, Боб подсоединяет к проводам свои резисторы в случайном порядке, после чего измеряет уровень джонсоновского шума (равновесный шум, обусловленный тепловым движением носителей заряда в проводнике).

Зная, какой резистор он подключил к проводу, Боб может вычислить, какой резистор подключила Алиса. В свою очередь, если Ева (так по традиции называют злоумышленника) захочет подслушать переговоры Алисы и Боба, то по уровню джонсоновского шума она никогда не сможет определить системы резисторов - это противоречит второму началу термодинамики.