Een straalsplitser, zoals gebruikt in quantum key distribution (QKD), is een mechanisme dat fotonen verdeelt en polariseert. Straalsplitsers kunnen lichtstralen lineair of diagonaal verdelen. Bij kwantumcryptografie zorgt dit polarisatieproces ervoor dat de fotonen (in de cryptografie bekend als bits) in twee verschillende toestanden verschijnen voor de partijen die interactie hebben. De twee partijen (Alice en Bob) zien bits als 0 of 1.
Het volgende voorbeeld van een coinflipping-protocol, een van de methoden voor het uitvoeren van kwantumsleutelverdeling tussen twee partijen, illustreert hoe een straalsplitser werkt in QKD. Om te beginnen met het coinflipping-protocol, een methode die wordt gebruikt tussen twee wantrouwende partijen, gebruikt Alice een straalsplitser om fotonen te polariseren, volgens de principes van de kwantumfysica. De straalsplitser verdeelt de fotonen. De gegenereerde kwantumbits, of qubits, stuurt ze vervolgens naar Bob. Bob gebruikt ook een straalsplitser om de fotonen te polariseren en registreert de resulterende bitmetingen, vaak gemeten als 0 of 1 zoals traditionele bits. Hij stuurt die naar Alice om de resultaten te vergelijken. Als Alice dezelfde resultaten heeft, zal ze dat bevestigen. Alice en Bob zullen dan de bits met dezelfde polarisatie gebruiken om een geheime coderingssleutel te maken. Het proces is grotendeels onzichtbaar voor gebruikers en wordt afgehandeld door versleutelingssoftware.
Straalsplitsers kunnen ook door een aanvaller worden gebruikt om het maken van sleutels te onderbreken of af te luisteren. De aanvaller (Eve) kan een straalsplitser gebruiken om fotonen te onderscheppen terwijl Alice ze naar Bob stuurt, wat geen storing in de kwantummechanica zal veroorzaken, zoals de meeste afluisters in de kwantumcryptografie. Eve kan dan misschien bepalen wat ze naar Bob stuurt, waardoor ze hun geheime distributieproces voor kwantumsleutel verstoren. Alice en Bob hebben niet langer een beveiligd kanaal waarin ze een geheime sleutel kunnen maken. Beveiligingsproblemen zoals aanvallen op het splitsen van stralen en andere interferenties zoals lichtinjectie moeten worden aangepakt in kwantumversleutelingssystemen.