kvanttehnoloogiate

Kvanttehnoloogiad on valdkond, mis kasutab kvantmehaanika omadusi informatsiooni töötlemisel, edastamisel ja mõõtmisel. Põhielemendid on superpositsioon ja kvantentanglement, mis võimaldavad olla mitmes olekus samaaegselt ning omavahel seotud tulemuste saavutamiseks.

Kvantarvutid püüavad lahendada mõningaid probleeme, mida tavarvutid on rasked. Qubitid võivad olla samal ajal mitmes olekus ja olla omavahel seotud (entanglement), mis võimaldab kvantsüsteemidel teha paralleelseid arvutusi. Praegusel etapil on tööd peamiselt NISQ-perioodil, kus koherentsus ja veakontroll on piiratud. Arendatakse mitmesuguseid platvorme: superkonduktiivsed qubitid, trappeeritud ioone ja fotonilised süsteemid.

Kvantarvutite kõrval arendatakse kvantkommunikatsiooni ja kvantvõrke. QKD ehk kvantkryptograafia pakub turvalist teabeedastust ning kvantvõrgud ja repeaterid võivad tulevikus võimaldada turvalist võtmete vahetamist suurte vahemaade üle.

Kvantsensorid kasutavad kvantolekute erakordselt tundlikke omadusi mõõtmiseks. Näidetena on atomikellad, magnetomeetrid ja gravimeetrid, mis võivad pakkuda kõrgemat täpsust rakendustes teadusest ja tööstusest.

Kvantsimulatsioonid võimaldavad modelleerida ja uurida keerulisi kvantareldusi ning neil on potentsiaal kemikaalide, materjalide ja ravimite disainimise valdkondades.

Väljakutsed hõlmavad koherentsuse säilitamist, veakontrolli, skaleeritavust ja kulusid. Samuti töödeldakse kinnitatud turva-aspekte ning käivitatakse post-quantum krüptograafia standardiseerimise ja vastuvõtmise programmid riiklikul ja rahvusvahelisel tasandil.

Riikide ja rahvusvaheliste organisatsioonide jaoks on kvanttehnoloogiad strateegiline valdkond, mis nõuab teadus- ja arendustegevuse toetamist ning koostööd tööstuse ja akadeemiaga.