Kvanttiviestintäjärjestelmien

Kvanttiviestintäjärjestelmät hyödyntävät kvanttimekaniikan periaatteita tietoliikenteen toteuttamiseksi. Keskeisiä käsitteitä ovat kvanttibitit eli kubitit, jotka voivat olla superpositiossa eli useammassa tilassa samanaikaisesti, sekä kietoutuminen, jossa useampi kubitti muodostaa yhdistyneen kokonaisuuden siten, että yhden kubitin tilan mittaaminen vaikuttaa välittömästi muiden tilaan etäisyydestä riippumatta.

Kvanttiviestinnän sovelluksia ovat muun muassa kvanttisalaus, joka mahdollistaa täysin turvallisen tiedonsiirron. Kvanttisalauksessa tieto koodataan esimerkiksi yksittäisiin fotoneihin, ja niiden kvanttitiloja käytetään salausavaimen luomiseen. Kaikenlainen salakuunteluyritys paljastuu, koska kvanttitilan mittaaminen muuttaa sitä. Toinen merkittävä sovellusalue on kvanttiverkot, jotka yhdistäisivät kvanttitietokoneita ja mahdollistaisivat hajautettujen kvanttilaskentatehtävien suorittamisen. Kvanttiviestintäjärjestelmät ovat vielä kehitysvaiheessa, mutta niillä on potentiaalia mullistaa tiedonsiirto ja tietoturva tulevaisuudessa. Tekniset haasteet liittyvät muun muassa kubittien herkyyteen häiriöille ja signaalin häviämiseen pitkillä etäisyyksillä. Tutkimus pyrkii parantamaan kvanttitietojen tallennusta ja siirtoa sekä kehittämään luotettavampia kvanttireleitä ja -toistimia.