Kvanttiviestinnässä

Kvanttiviestinnässä tarkoitetaan tietojen välittämistä kvanttijärjestelmiä hyödyntäen. Yleisimmin käytetään fotonien tilojen, kuten polarisaation tai aikapohjaisten tilojen, tilamuutoksia, joiden mittaus häiritsee tilaa. Tämä mahdollistaa sekä viestin siirtämisen että viestin turvallisuuden periaatteiden hyödyntämisen. Keskeinen sovellus on kvanttiavaimenjakaminen (QKD), jolla kaksi osapuolta voi luoda ja jakaa salaisen avaimen, joka on kvanttimaailman lain mukaan teoreettisesti turvallinen.

Perusperiaatteet perustuvat no-klonointi-teoreemaan, jonka mukaan tuntematonta kvanttitilaa ei voi kopioida täydellisesti. Mittaus muuttaa tilaa, jolloin salakuuntelun vaikutukset ovat havaittavissa. Viestintä toteutetaan pääasiassa valokuitu- tai vapaaväyläkanavissa; pitkän matkan yhteyksiä varten kehitetään kvantti-toistimia ja kvantti-verkkoja sekä hyödynnetään satelliittiyhteyksiä.

Kvanttivarmuudet riippuvat sekä teoreettisista turvallisuusväitteistä että käytännön laite- ja kanavatilanteesta. QKD:n turvallisuus voidaan todentaa, mutta se edellyttää huolellista laitteistotukea ja oikeita suojausmalleja. Kehittyneemmät protokollat, kuten MDI-QKD ja decoy-state -menetelmät, pyrkivät torjumaan yksittäisten laitteistovirheiden aiheuttamia uhkia ja parantamaan käytännön turvallisuutta.

Sovellukset kattavat turvallisen viestinnän finanssialalla, hallinnossa ja valtionlaitoksissa sekä tulevat osaksi laajempia kvanttiverkkoja ja hajautettua laskentaa. Kansainvälisesti edistetään standardointia (esim. ETSI, ITU) ja kansainvälisiä kokeiluja, kuten maanpäällisten ja avaruuteen ulottuvien yhteyksien testauksia. Kvanttiviestintä on edelleen kehittyvä ala, jossa saavutukset vaihtelevat teknologian kyvykkyyden mukaan.