معرفی فناوری ارتباطات کوانتومی

اطلاعات کوانتمی به اطلاعاتی اطلاق می‌­شود که در حالت یک سیستم کوانتمی ذخیره شده باشد. مشابه اطلاعات کلاسیک که توسط کامپیوترهای دیجیتال پردازش می­ شوند و از مکانی به مکان دیگر فرستاده می­ شوند، اطلاعات کوانتمی توسط روش­‌های محاسبات کوانتمی پردازش می­ شوند و با تکنیک­‌های ارتباطات کوانتمی مخابره می­ شوند. علم ارتباطات کوانتمی، شاخه­‌های مختلفی دارد که از آن جمله می‌­توان به رمزنگاری کوانتمی، فرابردکوانتمی، ارتباطات مستقیم امن کوانتمی، ارتباطات کوانتمی امن قطعی و به اشتراک گذاری رمزی کوانتمی اشاره کرد. از بین شاخه­‌های مختلف این علم، توزیع کلید کوانتمی (QKD) که از زیرشاخه ­های رمزنگاری کوانتمی است، توانسته است فازهای تحقیقات آزمایشگاهی را با موفقیت پشت سر بگذارد و به عنوان اولین کاربرد تجاری از اطلاعات کوانتمی شناخته شود. آنچه امروزه از آن تحت عنوان ارتباطات کوانتمی یاد می‌­شود، همان توزیع کلید کوانتمی است.

در شکل نمای کلی یک سیستم توزیع کلید کوانتمی نشان داده شده است. معماری کلی ارتباطات کوانتمی شامل فرستنده کوانتمی، گیرنده کوانتمی، کانال کوانتمی و یک کانال کلاسیکی (همان شبکه ارتباطی متداول) می­ باشد. متناظر با این معماری، مراحل مختلف کار یک سیستم توزیع کلید کوانتمی را نیز می‌­توان به پنج بخش کلی: مولد اعداد تصادفی کوانتمی، چشمه نور کوانتمی، پروتکل­‌های توزیع کلید کوانتمی (متغیر گسسته و پیوسته)، آشکارسازهای نوری کوانتمی و توافق (شامل تصحیح خطا و تقویت حریم خصوصی) تقسیم ­بندی کرد.