kvantlänk

Kvantlänk är en kommunikationslänk som använder kvanttillstånd för att koppla samman två eller flera kvantsystem över avstånd. Den grundläggande idén är att utnyttja kvantentanglement eller kvantsuperposition för kommunikation och informationsöverföring som inte kan uppnås med klassiska länkar. Kvantlänkar är centrala för begreppet kvantinternet, där noder kan dela entanglement och genomföra protokoll som kräver no-cloning och känslighet för mätningar.

Så fungerar den: entanglement distribueras genom par av entanglade kvantbitar (ofta fotoner) och levereras till olika noder, vanligtvis via optiska fibrer i telekombandet eller genom fri rymd. Praktiska protokoll inkluderar kvantteleportering och kvantnyckeldistribution (QKD). För längre avstånd används kvantförbindare och kvantminnen för att bevara entanglement tills länken är etablerad.

Tekniker och plattformar innefattar fotonbaserade system för distribution av entanglement, integrerad fotonik på halvledarplattformar och andra minnesbaserade kvantsystem. Telekombandets cirka 1550 nm används för att minimera förlust i fiber. Långdistansnätverk kräver ibland kvantförbindare och kvantminnen för att uppnå skalbarhet.

Användningar inkluderar kvantnyckeldistribution för säkrare kommunikation och protokoll för distributed quantum computing eller sensornätverk. Huvudutmaningar är förlust och decoherence i kanalerna, tekniska krav på högfidelity entanglement och interoperabilitet mellan olika plattformar. Forskning pågår globalt, med allt fler experiment som demonstrerar entanglementdistribution över längre avstånd, inklusive fiber och satellitbaserad kommunikation. Framtiden ses som en del av ett bredare kvantinternet där kvantlänkar kopplar samman noder för säkra kommunikation och gemensam beräkning.