Quantum Optical Technologies sp. z o.o. (QOPT) is the leader of a consortium implementing the project “Secure Quantum Optical Communication with Low-Noise Detectors (SEQOLOND)”, funded under the “11th Polish-Taiwanese/Taiwanese-Polish Joint Research Call,” organized by Poland’s NCBR (National Centre for Research and Development) and Taiwan’s NSTC (National Science and Technology Council).
The consortium includes the research team of Prof. Pei-Wen Li from the National Yang Ming Chiao Tung University (NYCU) and Dr. Kun-Ming Chen from NARLabs in Taiwan, as well as Quantum Optical Technologies sp. z o.o. (QOPT) and academic partners – Warsaw University of Technology (PW) and Nicolaus Copernicus University in Toruń (UMK). The team leaders are Dr. hab. inż. Jarosław P. Turkiewicz, Prof. PW, and Dr. hab. Piotr Kolenderski, Prof. UMK.
The project’s goal is to develop quantum optical encryption technology created by QOPT sp. z o.o., which will be highly resistant to both conventional cyberattacks and attacks using quantum computers (so-called post-quantum encryption).
Optical Key Distribution (OKD) represents an innovative approach to ensuring optical communication security at the physical layer level. Unlike the popular Quantum Key Distribution (QKD) technology, our OKD solution will not require significant structural changes to existing communication systems. It will also be highly resistant to noise, making it more practical than QKD. This will enable quick and easy implementation in systems such as fiber-optic networks or satellite communication, for example, in the defense, financial, space, or telecommunications sectors.
The main objective of the project is the original implementation of the OKD protocol using innovative low-noise photodetectors containing germanium quantum dots (Ge-QD), developed by NYCU in Taiwan.
The Polish participants of the consortium are developing high-performance methods for quantum key agreement and distillation that will leverage the properties of Ge-QD photodetectors.
The project will represent a significant step toward commercializing OKD technology, particularly in satellite communications, where current solutions based on Quantum Key Distribution offer a key generation rate of only around 100 kbps. In contrast, OKD can provide a rate of 1 Mbps, while using low-noise Ge-QD photodetectors is expected to achieve 10-100 Mbps.
The SEQOLOND Project – Secure Quantum Optical Communication with Low-Noise Detectors – is part of the 11th Polish-Taiwanese competition organized by the National Centre for Research and Development (Poland) and Taiwan’s National Science and Technology Council. The total cost of implementing the project amounts to PLN 1,511,588.78, with funding provided in the amount of PLN 1,293,079.58.
Entities interested in our technology are invited to contact us at: rd@qopt.tech
——————–
Quantum Optical Technologies sp. z o.o. (QOPT) jest liderem konsorcjum realizującego projekt „Secure Quantum Optical Communication with Low-Noise Detectors (SEQOLOND)” finansowego w ramach „11th Polish-Taiwanese/Taiwanese-Polish Joint Research Call”, którego organizatorami są polski NCBR (Narodowe Centrum Badań i Rozwoju) oraz tajwański NSTC (National Science and Technology Council).
Konsorcjum obejmuje zespół badawczy prof. Pei-Wen Li z Narodowego Uniwersytetu Yang Ming Chiao Tung (NYCU) oraz dr. Kun-Ming Chena z NARLabs na Tajwanie, a także Quantum Optical Technologies sp. z o.o. (QOPT) oraz partnerów akademickich – Politechniki Warszawskiej (PW) i Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu (UMK), gdzie kierownikami zespołów są dr hab. inż. Jarosław P. Turkiewicz, prof. PW oraz dr hab. Piotr Kolenderski, prof. UMK.
Celem projektu jest rozwój opracowanych w QOPT sp. z o.o. optycznej technologii szyfrowania kwantowego, która będzie niezwykle odporna zarówno na konwencjonalne cyberataki, jak również na atak z użyciem komputera kwantowego (tzw. szyfrowanie postkwantowe).
Optyczna dystrybucja klucza (optical key distribution, OKD) stanowi nowatorskie podejście do zapewnienia bezpieczeństwa komunikacji optycznej na poziomie warstwy fizycznej. W przeciwieństwie do popularnej technologii szyfrowania kwantowego QKD nasze rozwiązanie OKD nie będzie wymagać znaczących zmian konstrukcyjnych w stosunku do istniejących systemów łączności. Będzie też niezwykle odporne na zakłócenia co sprawi, a co za tym idzie bardziej praktyczne w użyciu niż QKD. Zapewni to szybką i łatwą implementację np. sieciach światłowodowych czy łączności satelitarnej np. w sektorze obronnym, finansowym, kosmicznym czy telekomunikacyjnym.
Głównym celem projektu jest oryginalna implementacja protokołu OKD z użyciem innowacyjnych niskoszumnych fotodetektorów zawierających germanowe kropki kwantowe (Ge-QD) opracowanych przez NYCU na Tajwanie.
Polscy uczestnicy konsorcjum opracowują wysoko wydajne metody uzgadniania i destylacji kwantowego klucza szyfrującego, które pozwolą na wykorzystanie własności fotodetektorówGe-QD.
Projekt stanowić będzie istotny krok w stronę komercjalizacja technologii OKD, zwłaszcza w łączności satelitarnej, gdzie dotychczasowe rozwiązania oparte na kwantowej dystrybucji klucza oferują szybkość generacji klucza jedynie rzędu 100 kbps, podczas gdy OKD jest w stanie zapewnić poziom 1 Mbps, zaś zastosowanie niskoszumnych fotodektektorów Ge-QD powinno pozwolić na osiągnięcie 10-100 Mbps.
Projekt SEQOLOND – Secure Quantum Optical Communication with Low-Noise Detectors jest realizowany w ramach XI polsko-tajwańskiego konkursu przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju oraz tajwański National Science and Technology Council. Całkowity koszt realizacji Projektu wynosi 1.511.588,78 zł, dofinansowanie wynosi 1.293.079,58 zł.
Podmioty zainteresowane naszą technologią prosimy o kontakt: rd@qopt.tech
Beneficjenci / Beneficiaries
Space exploration continues to be one of key R&D areas at QOPT. We are proud to announce the successful completion of the project Noise Rejection in Optical Communication Systems Using Quantum Pulse Gating, carried out for the European Space Agency (ESA) by QOPT in collaboration with the research team at Paderborn University led by Professor Christine Silberhorn.
The study analyzed the performance of the Quantum Pulse Gate (QPG) technique for improving signal-to-noise ratio in free-space optical communications. The results prove highly promising for enhancing the performance of satellite-to-ground optical links, in both classical and quantum communication scenarios. Our findings indicate that the QPG technique has a capability to increase substantially data rates attainable for downlink transmission from space missions in daylight conditions and significantly extend the operational range of quantum key distribution links. The completed study encourages further development of the QPG technology for space communications.
Learn more: https://nebula.esa.int/4000142484
We are pleased to announce that Mateusz Kucharczyk, M.Sc., has joined our R&D team at QOPT while simultaneously starting an industrial PhD at the Faculty of Physics, University of Warsaw, where Mateusz will carry out his doctoral research under the supervision of Professor Rafał Demkowicz-Dobrzański.
Mateusz graduated in 2024 from the Faculty of Physics, where he successfully defended a Master thesis entitled “Methods for Secret Key Distillation in Optical Key Distribution”. His research was presented at the OFC Conference 2024 and ECOC 2024. In 2024, the Association of Polish Electrical Engineers, awarded him second prize in the competition for the best diploma thesis in the field of optoelectronics. His current work focuses on quantum optics, computer modelling, and optical encryption methods.
If you are interested in joining QOPT and pursuing an industrial PhD, contact us at info@qopt.tech.
Pierwszy doktorat wdrożeniowy w QOPT
Z radością informujemy, że do naszego zespołu dołączył mgr Mateusz Kucharczyk, który będzie łączył pracę w zespole R&D QOPT z pracą nad doktoratem wdrożeniowym. Jest to możliwe poprzez współpracę QOPT z Wydziałem Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego dzięki, której Mateusz będzie realizował doktorat pod kierunkiem prof. Rafała Demkowicza-Dobrzańskiego.
Mateusz Kucharczyk jest absolwentem Wydziału Fizyki UW gdzie w 2024 roku obronił pracę magisterską „Methods for secret key distillation in optical key distribution” z oceną bardzo dobrą. Wyniki jego badań były prezentowane na OFC Conference 2024 oraz ECOC 2024. W 2024 rok Stowarzyszenie Elektryków Polskich przyznało mu II nagrodę w konkursie na najlepszą pracę dyplomową z dziedziny optoelektroniki. Obecnie specjalizuje się w optyce kwantowej, modelowaniu komputerowym i metodach szyfrowania kwantowego.
Jeśli jesteś zainteresowany pracą w QOPT i realizacją doktoratu wdrożeniowego napisz do nas na: info@qopt.tech.
QOPT team has successfully completed a research activity commissioned by the European Space Agency on next generation quantum receivers for deep-space optical communication links. We have been thrilled to apply our expertise in quantum optical technologies to the development of future communication systems for space exploration. While scientific instruments onboard present and planned deep-space missions can collect large volumes of valuable data, their fast and reliable transmission down to Earth remains a technical challenge. Optical communication offers potentially much higher data rates compared to standard radio frequency links, but requires operation in the unconventional photon-starved regime where quantum effects become essential. The activity investigated a number of options for next generation quantum receivers, which would increase attainable data rates, extend the duration of communication windows, and enable operation in less favourable atmospheric conditions.
For more information about project findings click below: https://nebula.esa.int/content/quantum-receivers-efficient-deepspace-optical-communications
Quantum Optical Technologies sp. z o.o. has signed a contract with European Space Agency to investigate the feasibility of next-generation quantum receivers for deep-space optical communication links. Instruments used in future deep-space missions will collect massive amounts of data from other planets of the solar system and beyond. The bottleneck is downlink transfer of these data back to Earth. A shift from the currently used radio-frequency band to the optical spectrum gives access much higher bandwidths and reduces diffraction losses, but poses a number of technical challenges. Current progress in quantum technologies provides promising options to boost the attainable transmission rates.
More information about this project you can find in the article: