ПНСТ 829-2023 Квантовые коммуникации. Общие положения

     5 Общие положения

5.1 Квантовые коммуникации

Квантовые коммуникации - это передача информации посредством прямой передачи квантовых состояний или посредством квантовой запутанности. Основным носителем информации в квантовых коммуникациях являются квантовые системы, состояния которых кодируются (изменяются) в соответствии с передаваемой информацией. Сигнал, описываемый квантовым состоянием, является квантовым сигналом.

В квантовых коммуникациях в настоящее время в качестве квантовой системы для передачи информации используются фотоны, а основными системами передачи квантовой информации являются квантовые оптические системы.

В простейшем случае единицей представления квантовой информации служит кубит. Кубит является кудитом, для которого размерность квантовой системы, которой он описывается, составляет d = 2. Математически кудит описывается вектором в комплексном d-мерном гильбертовом пространстве, соответственно кубит - вектором в двухмерном комплексном гильбертовом пространстве.

В квантовых коммуникациях для передачи квантовых сигналов используют квантовые передатчики, квантовые приемники и квантовые каналы.

Квантовый передатчик обеспечивает приготовление и передачу квантовых сигналов по квантовому каналу, а квантовый приемник - прием из квантового канала и обработку квантовых сигналов.

Квантовый канал представляет собой канал связи, по которому передаются квантовые сигналы. В зависимости от схемы реализации квантовый канал может быть однонаправленным или двунаправленным. Передача информации по квантовому каналу выполняется в соответствии с ПКП. На физическом уровне кодирование квантовой информации возможно на дискретных или непрерывных переменных.

В квантовых оптических системах квантовый канал может быть реализован на базе волоконно-оптических каналов связи или беспроводных оптических каналов (например, атмосферно-оптических каналов связи, оптических спутниковых каналов или подводных оптических каналов). Оптический спутниковый квантовый канал может быть реализован на различных спутниках (например, низкоорбитальных, среднеорбитальных, геостационарных спутниках или спутниках на высокоэллиптической орбите).