Q-ESSENCE mira a sviluppare interfacce quantistiche capaci di mappatura ad alta fedeltà di informazione quantistica tra i diversi sistemi, a generare correlazione quantistica su nuove scale e distanze per svolgere compiti di informazione quantistica e a sviluppare correlazione multipartita in topologie specifiche di sistemi elementari. La correlazione quantistica può abilitare tecnologie dirompenti in grado di risolvere questioni rilevanti in vari ambiti, quali:

• La tutela della privacy e della sicurezza in transazioni multipartitiche tra diversi soggetti;
• modalità nuove o avanzate di funzionamento dei dispositivi ICT;
• standard, rilevamento e metrologia.

Questo obiettivo ambizioso può essere raggiunto solo attraverso nuovi progetti di protocolli, architetture, interfacce e componenti. Q-ESSENCE raggiungerà questo obiettivo con uno sforzo mirato alle applicazioni che abbraccia aspetti sperimentali, fenomenologici, e di base.
I risultati principali di Q-ESSENCE sono:

• lo sviluppo di dispositivi ICT basati sulla correlazione quantica: orologi atomici, sensori quantistici e generatori quantistici di numeri casuali;
• nuove architetture a livello fisico per la comunicazione quantistica a lunga distanza che superano i limiti imposti dalle distanze attuali attraverso lo sviluppo di componenti di nuova generazione;
• protocolli distribuiti di informazione quantistica che forniscono soluzioni innovative per la gestione multiutente, per la protezione della privacy e per scenari di sicurezza basti sulla correlazione multipartita.

Q-ESSENCE si basa su scienze e tecnologie abilitanti quali: interfacce luce-materia che forniscono conversioni fedeli tra diverse realizzazioni fisiche dei qubit, ingegneria della correlazione su nuove scale e distanze; architetture robuste che proteggono l’informazione quantistica dalla decoerenza; concetti di informazione quantistica applicati a problemi di fiducia e privacy. Q-ESSENCE usa la correlazione come una risorsa specificamente quantistica che permette nuove o migliori modalità di funzionamento dei dispositivi chiave nelle tecnologie ICT, come ad esempio i sensori, i generatori di numeri casuali e gli orologi atomici, anche in presenza di decoerenza ambientale. Ciò potrà produrre enormi cambiamenti nella gamma e nella qualità delle informazioni disponibili per l'elaborazione da parte dei sistemi ICT, nonché nel funzionamento intrinseco di tali dispositivi, per esempio attraverso standard di riferimento migliori.