क्वांटम नेटवर्क: रूस और विदेशों में क्या विकसित किया जा रहा है

पिछले लेख में, हमने क्वांटम नेटवर्क की संभावनाओं और उनके डेवलपर्स के सामने आने वाली चुनौतियों के बारे में बात की। आज हम आपको बताएंगे कि घरेलू और विदेशी शोधकर्ता किन परियोजनाओं पर काम कर रहे हैं। यदि आप इस विषय में रुचि रखते हैं, तो हम आपको बिल्ली के लिए आमंत्रित करते हैं।


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क्वांटम नेटवर्क कहां और क्यों आवश्यक हैं

क्वांटम नेटवर्क में डेटा का आदान-प्रदान ध्रुवीकृत फोटॉनों का उपयोग करके होता है जिसे क्वबिट्स कहा जाता है। इस तरह के नेटवर्क को "टैप" नहीं किया जा सकता है, क्योंकि पढ़ने के दौरान क्वैब बहुत नाजुक होते हैं और मूल्य में परिवर्तन होते हैं। परिणामस्वरूप, सुरक्षित चैनलों पर डेटा का आदान-प्रदान करने वाले पक्ष तुरंत MITM हमले की पहचान कर सकते हैं। इस मामले में, क्वांटम उलझने की घटना एक को क्वांटम कणों के गुणों में परिवर्तन के बारे में जानने की अनुमति देती है। इस सुविधा का उपयोग एक साथ दो बिंदुओं पर यादृच्छिक संख्या उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।

इन कारणों से, क्वांटम नेटवर्क ने क्रिप्टोग्राफिक कुंजी वितरण और पीढ़ी प्रणालियों में आवेदन पाया है।

विदेशी घटनाक्रम

क्वांटम क्रिप्टोग्राफिक कुंजी वितरण प्रणाली का विकास कई यूरोपीय देशों, साथ ही संयुक्त राज्य अमेरिका, चीन और अन्य देशों द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

क्वांटम नेटवर्क का पहला कामकाजी मसौदा DARPA (अमेरिकी रक्षा विभाग) द्वारा 2001 में वापस विकसित किया गया था। यह उन्हीं संगठनों द्वारा बनाया गया था जो पहले ARPNET के कार्यान्वयन में शामिल थे। अब क्वांटम नेटवर्क मैसाचुसेट्स में तैनात किया गया है, जहां यह कई वैज्ञानिक और सैन्य संगठनों को जोड़ता है।

कुछ समय बाद, क्वांटम क्रिप्टोग्राफी के क्षेत्र में पहला वाणिज्यिक समाधान दिखाई दिया। 2002 में, MagiQ Technologies से नवाजो सिस्टम की शुरुआत हुई , जिसका उपयोग NASA करता है। सिस्टम BB84 क्वांटम कुंजी वितरण प्रोटोकॉल का उपयोग करता है । यह प्रोटोकॉल मानता है कि संचार नोड्स के दो कनेक्शन हैं: फाइबर ऑप्टिक (क्वांटम), जिसके माध्यम से क्रिप्टो कुंजी का आदान-प्रदान किया जाता है, और डेटा ट्रांसफर के लिए एक क्लासिक इंटरनेट कनेक्शन। यह दृष्टिकोण आज प्रयोग किया जाता है।

2000 के दशक की शुरुआत में, यूरोपीय शोधकर्ताओं ने क्वांटम क्रिप्टोग्राफी प्रौद्योगिकियों पर भी काम किया। एक उदाहरण SECOQC परियोजना होगी, जो यूरोपीय संघ के देशों की राज्य सुरक्षा को बनाए रखने के लिए बनाई गई है। 2004 में, EU ने परियोजना में 11 मिलियन यूरो का निवेश किया और 2008 में नेटवर्क को वियना में लॉन्च किया गया।

उस समय, शोधकर्ताओं ने जो मुख्य समस्या का सामना किया था, वह लंबी दूरी पर उलझी हुई कक्षाओं को प्रसारित करने की कठिनाई थी। विशेष रूप से, MagiQ क्वांटम नेटवर्क की लंबाई 30 किलोमीटर तक सीमित थी।

बाहरी वातावरण का प्रभाव क्वांटा को नष्ट कर देता है (प्रभाव को विघटन कहा जाता है )। यह प्रभाव क्वांटम कणों की "उलझी हुई" स्थिति के दीर्घकालिक प्रतिधारण की कठिनाई का कारण भी है।

आज, इस सक्रियता के साथ विकास किया जा रहा है जो इस कठिनाई को संबोधित करता है। विशेष रूप से, नीदरलैंड में डेल्फ़्ट इंस्टीट्यूट के कर्मचारी रिपीटर्स पर काम कर रहे हैं जो नेटवर्क को स्केल करने में मदद करनी चाहिए। परीक्षण करने के लिए, वे डेल्फ़्ट और हेग शहर के बीच दस किलोमीटर का क्वांटम नेटवर्क बिछाते हैं। बाद में - 2020 तक - इसे चार यूरोपीय शहरों को जोड़ना चाहिए।

इसके अलावा, कुछ देश उपग्रह क्वांटम क्रिप्टोग्राफिक कुंजी वितरण प्रणालियों के कार्यान्वयन पर काम कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, पिछले साल, चीनी इंजीनियरों ने अंतरिक्ष से डेटा संचारित करते समय इतिहास में पहला क्वांटम टेलीपोर्टेशन किया।

लेज़रों का उपयोग करके जमीन पर फोटॉन प्रसारित किए गए। संचरित क्वांटम कणों पर क्षय के प्रभाव को कम करने के लिए, उपग्रह को 500 किलोमीटर की कक्षा में लॉन्च किया गया था। इस प्रकार, प्रकाश कण एक निर्वात में पथ के एक महत्वपूर्ण हिस्से को दूर करते हैं। उसी समय, तिब्बत में समुद्र तल से चार किलोमीटर की ऊँचाई पर प्राप्त स्टेशन के स्थान के कारण वातावरण का प्रभाव कम हो गया था। इस साल की शुरुआत में, बीजिंग एकेडमी ऑफ साइंसेज के कर्मचारियों ने क्वांटम- टेलीकांफ्रेंस का संचालन करने के लिए उपग्रह का उपयोग किया था।


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आप रूस में कैसे कर रहे हैं?

क्वांटम नेटवर्क के साथ प्रयोग और क्वांटम कुंजियों का वितरण भी रूस में किया जा रहा है। यह माना जाता है कि हमारे देश में (या बल्कि, लाइन) पहला क्वांटम नेटवर्क आईटीएमओ विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने विश्वविद्यालय के दो भवनों के बीच रखा था।

कुछ साल बाद, इन समान विशेषज्ञों ने कज़ान क्वांटम सेंटर के सहयोगियों के साथ मिलकर रूसी संघ में पहला मल्टी-नोड क्वांटम नेटवर्क लॉन्च किया। कुल चार नोड थे, वे एक दूसरे से 40 किमी की दूरी पर स्थित थे। शोधकर्ता अब कज़ान से नबेरेज़िन चेल्नी तक एक नेटवर्क बिछाने पर काम कर रहे हैं और एन्क्रिप्टेड संचार को लागू करने के लिए प्रौद्योगिकी को अपनाने में रुचि रखने वाले वित्तीय संस्थानों के साथ बातचीत कर रहे हैं।

एक और विकास उदाहरण - 2016 में, रूसी क्वांटम सेंटर (आरसीसी) के भौतिकविदों ने शहर में पहला क्वांटम नेटवर्क रखा। मॉस्को की दो बैंकिंग शाखाओं के बीच फैले फाइबर ऑप्टिक केबल एक दूसरे से 30 किलोमीटर की दूरी पर स्थित हैं। अब आरसीसी के विशेषज्ञ 250 किलोमीटर की क्वांटम संचार लाइन पर काम कर रहे हैं। यह आरसीसी के कार्यालय, स्कोल्कोवो प्रौद्योगिकी पार्क और सेर्बैंक डेटा सेंटर के बीच चलेगा। नेटवर्क को 80 किलोमीटर की लंबाई के साथ दस खंडों में विभाजित किया जाएगा। नेटवर्क के कुछ वर्गों में, अवरक्त लेजर का उपयोग करके डेटा संचारित करने की योजना है।

यह उम्मीद की जा सकती है कि अब वित्तीय, वैज्ञानिक और सरकारी संस्थानों द्वारा प्रायोजित परियोजनाएं अंततः बड़े क्वांटम नेटवर्क के संगठन की अनुमति देंगी।

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