kvantekommunikasjon

Kvantekommunikasjon er et felt innen informasjonsteknologi og kvantefysikk som undersøker hvordan informasjon kan overføres ved hjelp av kvanteegenskaper. Hovedideen er å utnytte kvantetilstander, ofte hos fotoner, og fenomener som entanglement for å muliggjøre kommunikasjonsmåter med teoretisk sikkerhet og muligheter som ikke finnes i klassiske kanaler. En sentral anvendelse er kvante nøkkelfordeling (QKD), som lar to parter etablere en hemmelig krypteringsnøkkel på en måte som avslører avlytting. Ulike protokoller eksisterer, som BB84 og E91, som bruker fotoners polarisation eller andre kvantetilstander, og som er avhengige av måleforstyrrelser og prinsippet om no-kloning-teoremet.

Utover nøkkelfordeling omfatter kvantekommunikasjon overføring av kvantetilstander gjennom entanglement og kvante teleportasjon, noe som muliggjør overføring av informasjon mellom avstander uten behov for å sende den kvante tilstanden direkte over hele strekningen. Praktiske utfordringer inkluderer tap i optiske kanaler og miljøstøy, som begrenser rekkevidden. Dette driver forskning på kvanteforsterkere og kvanteforsterkede repeaters for å utvide rekkevidden i fiberbaserte nettverk, samt satellittbasert kvantekommunikasjon som kan koble avstander globalt.

Infrastruktur består av spesialiserte fotonikkkomponenter, enkeltfotoner-detektorer og stabile kilder til kvantetilstander. Kommersiell og forskningsmessig utvikling skjer i dag i bynettverk, mellom byer og i forsøk med langdistanse koblinger, og forventningen er at kvantekommunikasjon gradvis blir mer utbredt i kritiske applikasjoner og fremtidige nettverk.