kvantinfotehnoloogias

Kvantinfotehnoloogiad on tehnoloogia ja teaduse valdkond, mis kasutab kvantmehaanilisi nähtusi info töötlemiseks, edastamiseks ja mõõtmiseks. See hõlmab kvantarvutust, kvantkommunikatsiooni, kvantandureid ning kvantkryptograafiat ning võib tulevikus suurendada arvutusvõimsust ning parandada turvalisust.

Põhimõisted: kvantbits ehk qubits võivad olla superpositsioonis ja olla seotud entanglementiga. Ülesannete lahendamiseks kasutatakse kvantoperatsioone ning kvantvõrgustikke. Dekoherents ja müra on suurad väljakutsed, mida ületatakse veaparanduse ja optimeerimisega.

Platvormid: tuntumad lähenemised on kinnihoidetud ioonid (trapped ions), superkonduktiivsed kvantbitid ning fotoni-põhised kvantbitid. Igal platvormil on erinevad eelised ja piirangud, näiteks kontrollitavus, stabiilsus, energiatarve ja skaleeritavus.

Rakendused: kvantarvutus võiks võimaldada keeruliste kvantsüsteemide simulatsiooni ja mõne probleemide kiirema lahendamise; kvantkommunikatsioon ja kvantvõrgud pakuvad turvalist teabevahetust, näiteks QKD (kvantvõtme jaotamine). Kvantandurid võivad pakkuda suuremat täpsust magnet- ja gravimõõtmises ning muudes mõõtmistes.

Seis ja väljakutsed: valdkond on kiiresti arenev ning rahvusvaheline koostöö tihe. Praegune staatus on NISQ-aeg, kus suurud kvantarvutid on veel ebastabilised ja nõuavad märkimisväärset veaparandust ning arendatud tarkvara. Tulevikus oodatakse suuremat skaleeritavust ja mitmeplatvormilist ühenduvust.