kvantumkommunikációra

Kvantumkommunikáció olyan kommunikációs rendszerek összessége, amelyek kvantumállapotok átvitelére és manipulálására épülnek. Fő célja a biztonságos adatátvitel megteremtése, és bizonyos esetekben kvantumalapú feladatok, például elosztott számítás vagy hálózati együttműködés előkészítése.

Alapelvek szerint a kvantuminformáció qubitekben tárolódik, és a kvantumállapotok mérése megváltoztathatja az állapotot. A no-cloning tétel szerint a kvantuminformációt nem lehet tökéletesen másolni, ami alapvető a kommunikációs biztonság szempontjából. Az összefonódás (entanglement) lehetővé teszi korrelált kvantumállapotok megosztását két helyszín között, ami különösen hasznos a biztonságos kulcskivétel és a kvantumhálózati szolgáltatások szempontjából.

A legfontosabb alkalmazás a kvantumkulcs-előállítás (QKD), amely a felek között megosztott kulcs létrehozásával segíti a jelenlegi kriptográfiai rendszerek megerősítését. Ismert protokollok közé tartozik a BB84 és az E91, illetve léteznek különböző variánsok a gyakorlati megvalósításokra vonatkozóan.

Átvitelhez általában száloptikán vagy szabad téren keresztül használják kvantumállapotokat. A hosszú távú hálózatok kiépítéséhez kvantumrepeatereteket és kvantummemóriákat fejlesztenek, és vizsgálják a szatellit-alapú összeköttetéseket is. Jelenleg a kvantumkommunikáció főként kutatási terület és néhány országban kereskedelmi QKD-szolgáltatások formájában jelen van, miközben a költségek, a skálázhatóság és a szabványosítás jelentik a fő kihívásokat.