Kvanttiphotoniikan

Kvanttiphotoniikka on valon kvanttimekaniikan sovelluksiin perustuva tieteenala, joka keskittyy valon kvanttisäteilyn käyttäytymisen, hallinnan ja hyödyntämisen tutkimukseen. Termi yhdistää sanat "kvantti" (kvantti) ja "photoniikka", mikä viittaa valon pienoisosien, eli fotoneiden, aktiiviseen käyttöön teknologisissa ja tutkimuksellisissa sovelluksissa.

Kvanttiphotoniikka käsittelee fotoneiden kvanttitilojen hallintaa, kuten kvanttisuperpositioita ja -kaksoistilojen luomista, jotka mahdollistavat erittäin turvalliset viestintäkanavat kvantisitelyssä. Näitä ominaisuuksia hyödynnetään esimerkiksi kvanttikryptografiassa, jossa tietoturva perustuu kvanttimekaniikan peruslakeihin eikä klassisiin menetelmiin. Kvanttiphotoniikkaa käytetään myös kvantibitien (qubitien) rakentamisessa kvanttiosoitin- ja laskentajärjestelmissä.

Suuria tutkimusalueita ovat fotonien generointi, hallinta, mittaaminen ja vuorovaikutus muiden kvanttisysteemien kanssa. Tekniikoihin kuuluvat esimerkiksi parametrijärjestelmät, kvanttipiirtimet ja fotonien väliaikaiset tilat. Kehityksen myötä kvanttiphotoniikka edistää kvantilaskennan, kvantiviestinnän ja kvanttiteknologian kehitystä.

Kvanttiphotoniikka on nopeasti kehittyvä ala, joka tarjoaa mahdollisuuksia uudenlaisiin innovaatioihin tietoliikenteessä, mittauksissa ja tietojenkäsittelyssä, samalla kun se avaa ovia kvanttimekaniikan syvällisempään ymmärtämiseen ja soveltamiseen.