지난 20 년 동안 양자 기술은 엄청난 발전을 이루었고, 양자 물리학 연구의 실험에서 학제 간 산업 응용으로 점차 옮겨갔다. 현재의 양자 기술은 크게 다음 네 가지 영역으로 나눌 수 있습니다.
A. 양자 통신, 특히 양자 상태 (단일 광자 상태 및 얽힘 상태) 를 사용하여 양자 키를 배포하기 위해 양자 상태를 사용하여 정보를 인코딩, 전송, 처리 및 디코딩합니다.
B. 양자 계산, 다중 비트 시스템 양자 상태의 중첩 특성을 이용하여 합리적인 양자 병렬 알고리즘을 설계하고 적절한 물리적 시스템 (넓은 의미의 양자 계산) 을 통해 구현합니다.
C. 양자 시뮬레이션, 일반 양자 컴퓨터가 실현할 수 없는 경우, 현 단계에서 잘 제어할 수 있는 소규모 양자 시스템을 이용하여 다른 시스템 (특수 양자 컴퓨팅) 에서 실현하기 어려운 물리적 현상을 시연한다.
D. 양자 감지 및 측정, 양자 시스템의 상태를 이용하여 환경에 대한 고도의 민감성을 이용하여 우리가 관심 있는 특정 매개변수를 고감도로 탐지한다.
양자기술의 현재 응용은 양자역학의 초기 응용 (예: 레이저) 과는 다르다. 중첩, 얽힘, 압축 등의 양자 특성을 이용하여 정보를 수집, 처리 및 전송합니다. 이렇게 일부 문제를 처리하는 에너지는 전통적인 수단을 훨씬 능가한다. 양자 기술의 핵심 장점은 주로 양자 시스템의 다음과 같은 특성에서 비롯됩니다.
양자 중첩, 즉 양자 시스템의 양자 상태는 서로 다른 양자 상태의 중첩 상태에 있을 수 있으며, 양자 정보 처리가 클래식 정보 처리보다 효율적으로 더 큰 잠재력을 가질 수 있습니다.
B. 양자 얽힘은 두 개 이상의 입자로 구성된 시스템에서 입자가 상호 작용하는 현상입니다. 이러한 입자는 공간에서 분리될 수 있습니다. 이 다중 입자 연결 기능은 양자 암호화, 원격 스텔스 전송 및 양자 감지의 감도를 향상시키는 데 사용할 수 있습니다.
C 양자는 복제할 수 없습니다. 즉, 양자역학에서는 알 수 없는 양자상태를 정확하게 복제할 수 없으며, 원칙적으로 양자통신의 절대적인 보안을 보장합니다.
D. 나노급, 양자장치는 나노급으로 할 수 있어 양자센서의 공간 해상도를 크게 높일 수 있다.