Để ứng phó với thách thức này, các nhà nghiên cứu trên toàn cầu đang phát triển các mạng lượng tử, tận dụng các nguyên tắc của cơ học lượng tử nhằm tạo ra giao tiếp an toàn hơn. Tại Đại học Leibniz Hannover, các nhà khoa học đã tiên phong trong việc phát triển một phương pháp mới để phân phối khóa lượng tử, sử dụng tần số ánh sáng. Kỹ thuật này không chỉ nâng cao bảo mật mà còn giảm độ phức tạp và chi phí, mở ra khả năng cho cơ sở hạ tầng internet lượng tử trong tương lai.

Nghiên cứu được thực hiện tại Viện Photonics cho thấy một trong những điểm mạnh của phương pháp này là khả năng chống nhiễu mạnh mẽ. Thay vì sử dụng phân cực, việc áp dụng tần số làm bậc tự do giúp hệ thống giảm thiểu tác động từ các yếu tố môi trường như biến động nhiệt hay rung động cơ học, điều này làm cho quá trình truyền khóa trở nên đáng tin cậy hơn. Bên cạnh đó, nhờ vào phương pháp chuyển tần số sang thời gian, các nhà nghiên cứu đã có thể thực hiện các phép đo trạng thái lượng tử chỉ bằng một máy dò, thay vì bốn máy dò như trước đây. Kết quả là, chi phí cho các thành phần viễn thông đã giảm đáng kể, từ 100.000 Euro xuống còn một phần tư.

Hệ thống mới này không chỉ hoạt động hiệu quả hơn mà còn mở ra khả năng phân phối khóa lượng tử động, cho phép tối ưu hóa tài nguyên giữa nhiều người dùng. Các nhà nghiên cứu cũng kỳ vọng rằng sự phát triển của mạng lượng tử sẽ giúp cải thiện chất lượng kết nối, mở rộng khả năng, phạm vi và bảo mật cho truyền thông lượng tử trong tương lai. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu sâu hơn về sự tương tác giữa nanophotonics và quang học lượng tử, nhằm phát triển các phương pháp và thành phần mới để tạo ra nhiều trạng thái lượng tử khác nhau, từ đó nâng cao khả năng mã hóa thông tin lượng tử đa chiều.