Le réseau quantique fonctionne comme une série de tourniquets qui ne s'ouvrent que pour une paire de photons parfaitement synchronisés. Le nœud central indique quel tourniquet emprunter, mais ne peut pas falsifier la synchronisation. 200 utilisateurs peuvent communiquer entre eux sur des distances allant jusqu'à 200 km — c'est la taille d'une grande ville.
Pour cela, deux photons sont envoyés vers un miroir semi-transparent. S'ils sont identiques, ils sortent toujours du même côté — comme deux personnes qui franchissent un tourniquet en parfait unisson. Toute tentative d'espionnage perturbera leur synchronisation et sera détectée. De ces passages conjoints naît une clé avec une entropie totale.
Pour créer des centaines de paires identiques, on utilise un peigne microscopique en nitrure de silicium — il produit un arc-en-ciel de couleurs avec un pas précis, comme dans un spectromètre de laboratoire. Les photons filent à la vitesse de la lumière et gardent le secret même vis-à-vis du fournisseur, qui ne fait qu'entretenir les tourniquets.
L'effet qui fait « marcher au pas » les photons a été démontré pour la première fois en 1987 par Leonard Mandel et ses collègues. Il ne fonctionne que pour des particules absolument indiscernables — la moindre imprécision détruit la synchronisation. Aujourd'hui, cette même technique est à la base de la téléportation quantique et du calcul quantique.