Napjaink aszimmetrikus kriptográfiai eljárásai a praktikus biztonság elvére építenek, vagyis nincs egyértelmű bizonyítékunk arra, hogy feltörhetetlenek. Ezzel szemben a One Time Pad (OTP) titkosítás bizonyítottan feltörhetetlen, a kulcsok szétosztása azonban problémás. A kvantumos kulcsszétosztás (Quantum Key Distribution, QKD) lehetőséget teremt ennek a problémának a kiküszöbölésére, a globális távolságok azonban jelenleg csak műholdas kvantumkommunikáció segítségével hidalhatóak át. Ez a témakör jelenleg is aktív kutatás tárgya, több európai kvantumműhold kísérlet is előkészületben van, úgy, mint az Eagle-1, SAGA és Caramuel műholdprojektek.

A hallgató feladatának a következőkre kell kiterjednie:

• A kapcsolódó szakirodalom áttekintésével mutassa be a kvantuminformatika és kvantumkommunikáció alapjait, különös tekintettel a szabadtéri QKD elvére és jelentőségére!
• Ismertesse a műholdas kvantumkommunikációval kapcsolatos legfontosabb fizikai elveket/jelenségeket!
• Ezen elvekre építve készítsen műholdas kvantumkommunikáció vizsgálatára alkalmas szimulációs szoftvert Python környezetben!
• Realisztikus feltételek mellett vizsgálja meg néhány kvantumcsatorna transzmittanciáját, így demonstrálva a szoftver működőképességét!