我们如何保证通过互联网传输的数据只能被预期的接收者读取？目前，我们的数据加密采用的数学方法基于分解大数非常困难的原理。然而，随着量子计算机运算能力的不断提升，这些数学加密方法在未来很可能不再安全。.

量子通信系统工程教授托比亚斯·沃格尔（Tobias Vogl）正在研究一种基于物理原理的加密方法。他表示： “这种加密方法的安全性在于，信息被编码在单个光粒子中并进行传输。物理定律不允许提取或复制这些信息。当信息被拦截时，光粒子的特性会发生变化。由于我们可以测量这些状态变化，因此任何拦截传输数据的企图都会立即被检测到，无论未来的技术如何进步。”

所谓量子密码学的主要挑战在于远距离数据传输。在传统通信中，信息被编码在许多光粒子中，并通过光纤传输。然而，单个粒子中包含的信息无法复制。因此，光信号无法像目前的光纤传输那样被反复放大。这使得传输距离仅限于几百公里。.

为了向其他城市或大陆发送信息，我们将利用大气层的结构。在大约10公里以上的高空，大气层非常稀薄，光线既不会被散射也不会被吸收。这将使卫星能够将量子通信扩展到更远的距离。.

用于量子通信的卫星：
作为QUICK³任务的一部分，托比亚斯·沃格尔及其团队正在开发一套完整的系统，该系统包含构建量子通信卫星所需的所有组件。作为第一步，团队测试了卫星的每个组件。下一步是在太空中测试整个系统。研究人员将研究该技术能否承受外太空的严苛环境，以及系统各个组件之间的相互作用。该卫星计划于2025年发射。然而，构建全球量子通信网络需要数百颗，甚至数千颗卫星。

用于加密的混合网络

这一概念并非必然要求所有信息都必须使用这种极其复杂且成本高昂的方法来传输。可以设想，未来或许可以构建一种混合网络，数据既可以采用物理加密，也可以采用数学加密。编码与密码学教授安东尼娅·瓦赫特-泽赫（Antonia Wachter-Zeh）正致力于开发极其复杂的算法，即使是量子计算机也无法破解。未来，使用数学算法加密大部分信息仍然足够。量子密码技术将仅适用于需要特殊保护的文件，例如银行间通信中使用的文件。.

出版物：
Najme Ahmadi、Sven Schwertfeger、Philipp Werner、Lukas Wiese、Joseph Lester、Elisa Da Ros、Josefine Krause、Sebastian Ritter、Mostafa Abasifard、Chanaprom Cholsuk、Ria G. Krämer、Simone Atzeni、Mustafa Gündoğan、Subash Sachidananda、Daniel Pardo、Stefan Nolte、Alexander Lohrmann、Alexander Ling、朱利安·巴塞洛缪斯、贾科莫·科里埃利、马库斯·克鲁兹克、托比亚斯·沃格尔。 “QUICK3 - 用于量子通信和太空扩展物理理论测试的卫星量子光源的设计”。副词。量子技术。 （2024）。 https://doi.org/10.1002/qute.202300343

- Tobias Vogl 于 2023 年 7 月被任命为计算、信息与技术学院量子通信系统工程教授。他的研究重点是晶体固体中的光学量子技术。他尤其关注二维六方氮化硼材料中的荧光缺陷，并将这些缺陷与共振纳米结构和光子电路相结合，用作量子信息处理和量子网络的组件。-
QUICK³ 项目是一个国际研究项目，参与方包括耶拿弗里德里希·席勒大学、柏林洪堡大学、柏林工业大学、费迪南德·布劳恩高频技术研究所、意大利光子学与纳米技术研究所和新加坡国立大学的研究人员。