Communication
La communication quantique englobe des applications présentant différents avantages fondamentaux : des applications axées sur la sécurité, comme la distribution quantique de clés (DQC) et les protocoles de cryptographie quantique, ainsi que des applications axées sur les capacités, comme la téléportation quantique pour la transmission d'états quantiques, les réseaux d'informatique quantique décentralisés et les réseaux de capteurs quantiques. Dans la pratique, les déploiements actuels sont principalement des systèmes DQC qui facilitent et garantissent la confidentialité, l'intégrité et l'authenticité des communications de données.
Réalisation optique
La réalisation optique reste un créneau hautement spécialisé dans le domaine de la communication quantique. Elle comprend les adaptations techniques et les composants et dispositifs physiques permettant d'améliorer la stabilité, l'efficacité et les taux d'erreur dans la transmission d'informations quantiques à l'aide de systèmes optiques. Ces systèmes utilisent les photons (particules de lumière) pour générer, manipuler, transmettre et mesurer des informations quantiques.
Mémoires quantiques
Les mémoires quantiques sont capables de stocker des états quantiques avec des temps de cohérence longs, ce qui est essentiel pour les communications à grande distance (p. ex. réseaux satellitaires ou réseaux avec des nœuds non fiables). Comme dans les mémoires classiques, leur fonction est de servir de nœuds capables de stocker et de récupérer des informations quantiques à la demande. Ces composants sont essentiels pour stopper la dégradation du signal qui limite encore actuellement les communications à grande distance sur les réseaux quantiques, principalement grâce à leur (futur) rôle dans les répéteurs et commutateurs quantiques.
Distribution quantique de clés (DQC)
La DQC permet à [deux parties] de convenir d'un secret partagé (comme une clé cryptographique) basé sur des états quantiques. Pour ce faire, on utilise généralement des photons à travers des canaux optiques. L'une des principales caractéristiques de la technologie DQC est sa capacité à détecter toute manipulation des états quantiques sous-jacents.
Réseaux d'information
Un réseau d'information est un système qui collecte, traite, transmet et diffuse des informations et des données en connectant, par exemple, des ordinateurs. À l'instar d'un réseau informatique classique qui nécessite des moyens de transmission, des concentrateurs, des serveurs, des routeurs et des commutateurs, les architectures réseau reliant des dispositifs quantiques (ordinateurs, capteurs) via des états quantiques (généralement des photons) nécessitent des composants réseau spéciaux capables de stocker, de transmettre et d'acheminer des données quantiques. À l'avenir, ces composants devraient constituer l'épine dorsale d'un "internet quantique".