Kvanttiyhteys

Kvanttiyhteys on käsite, joka kuvaa kahden tai useamman kvanttisysteemin välistä korreloitunutta tilaa. Tällainen yhteys ilmenee usein kvantti-entanglmentin muodossa, jolloin tilat eivät ole erillisiä, vaan muodostavat yhteen kietoutuneen kokonaisuuden. Kvanttiyhteyden ominaispiirteitä ovat tilojen yhteinen tapaus ja mittaustulosten korrelaatiossa ilmenevät ennustettavuusparadoksit, jotka voivat poiketa klassisten tilojen tarjoamista odotuksista. Onnistuneesti luodussa kvanttiyhteydessä tilojen koordinaatio säilyy riippumatta siitä, kuinka kaukana ne ovat toisistaan, mutta juuri mittauskunnaisuudessa korrelaatiot paljastuvat.

On tärkeää huomata, että kvanttiyhteyttä voidaan hyödyntää informaatioiden siirtämisessä ilman nopeampaa kuin valo -signaalia. Vaikka mittaustulokset ovat korreloituneita, varsinaisen tiedon siirtäminen vaatii perinteistä, nopeuden rajoittamaa klassista viestintää. Näin ollen kvanttiyhteys toimii resurssina, jonka hallinta ja erottelu mahdollistavat uusia protokollia.

Käytäntöisesti kvanttiyhteyksiä rakennetaan useilla alustoilla, kuten fotonien, ioinion tai suprajohtuvien kytkinten avulla. Tapahtuu usein toisen partikkelitarinan, kuten spontaanin parametrijakautumisen, kautta tai kvanttipiirien entanglointivoitteiden avulla. Kvanttiyhteyksiä jaetaan kurottamiseen (quantum repeaters) sekä laajojen kvantiverkkojen rakentamiseen, joissa entanglmenttiä siirretään ja jaetaan yli suuria matkoja.

Sovellukset kattavat kvanttitiedustelun avaimenjakamisen (QKD), kvanttitteleportoinnin, entanglement swappingin sekä hajautettujen kvanttikorien ja verkkojen kehittämisen. Haasteina ovat tilan säilyminen (dekoheesio), häviöt, yhteensopivuus eri alustojen välillä sekä skaalautuvuus, minkä vuoksi tieteellinen ja tekninen kehitys etenee jatkuvasti.