क्वांटम भौतिकी जानकारी की सुरक्षा के लिए एक बिल्कुल नया तरीका प्रदान करती है। इसकी आवश्यकता क्यों है, क्या अब एक सुरक्षित संचार चैनल बनाना असंभव है? निःसंदेह तुमसे हो सकता है। लेकिन क्वांटम कंप्यूटर पहले ही बनाए जा चुके हैं, और जिस क्षण वे सर्वव्यापी हो जाएंगे, आधुनिक एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम बेकार हो जाएंगे, क्योंकि ये शक्तिशाली कंप्यूटर उन्हें एक सेकंड में क्रैक करने में सक्षम होंगे। क्वांटम संचार आपको फोटॉन - प्राथमिक कणों का उपयोग करके जानकारी को एन्क्रिप्ट करने की अनुमति देता है।
ऐसे कंप्यूटर, क्वांटम चैनल तक पहुंच प्राप्त करने के बाद, किसी न किसी तरह से फोटॉन की वास्तविक स्थिति को बदल देंगे। और जानकारी प्राप्त करने की कोशिश इसे भ्रष्ट कर देगी। सूचना हस्तांतरण की गति, निश्चित रूप से, वर्तमान में मौजूद अन्य चैनलों की तुलना में कम है, उदाहरण के लिए, टेलीफोन संचार के साथ। लेकिन क्वांटम संचार बहुत अधिक स्तर की गोपनीयता प्रदान करता है। यह, ज़ाहिर है, एक बहुत बड़ा प्लस है। खासकर आज की दुनिया में जहां साइबर क्राइम हर दिन बढ़ रहा है।
डमी के लिए क्वांटम संचार
एक बार टेलीग्राफ द्वारा कबूतर मेल को दबा दिया गया था, बदले में, रेडियो द्वारा टेलीग्राफ को हटा दिया गया था।बेशक, आज यह गायब नहीं हुआ है, लेकिन अन्य आधुनिक प्रौद्योगिकियां सामने आई हैं। सिर्फ दस साल पहले, इंटरनेट उतना व्यापक नहीं था जितना आज है, और इसका उपयोग करना काफी कठिन था - आपको इंटरनेट क्लबों में जाना पड़ता था, बहुत महंगे कार्ड आदि खरीदना पड़ता था। आज, हम एक नहीं रहते हैं इंटरनेट के बिना घंटे, और हम 5G के लिए तत्पर हैं।
लेकिन अगला नया संचार मानक उन समस्याओं का समाधान नहीं करेगा जो अब इंटरनेट का उपयोग करके डेटा विनिमय के संगठन का सामना कर रहे हैं, अन्य ग्रहों पर बस्तियों से उपग्रहों से डेटा प्राप्त कर रहे हैं, आदि। यह सभी डेटा सुरक्षित रूप से संरक्षित होना चाहिए। और इसे तथाकथित क्वांटम उलझाव का उपयोग करके व्यवस्थित किया जा सकता है।
क्वांटम बॉन्ड क्या है? "डमी" के लिए इस घटना को विभिन्न क्वांटम विशेषताओं के संबंध के रूप में समझाया गया है। यह तब भी संरक्षित रहता है जब कण एक दूसरे से बड़ी दूरी से अलग हो जाते हैं। क्वांटम उलझाव का उपयोग करके एन्क्रिप्ट और प्रसारित, कुंजी उन पटाखों को कोई मूल्यवान जानकारी प्रदान नहीं करेगी जो इसे रोकने की कोशिश करते हैं। उन्हें केवल अन्य नंबर मिलेंगे, क्योंकि बाहरी हस्तक्षेप से सिस्टम की स्थिति बदल जाएगी।
लेकिन दुनिया भर में डेटा ट्रांसमिशन सिस्टम बनाना संभव नहीं था, क्योंकि कुछ दसियों किलोमीटर के बाद सिग्नल फीका पड़ गया। 2016 में लॉन्च किया गया उपग्रह, 7,000 किमी से अधिक की दूरी पर क्वांटम कुंजी ट्रांसफर योजना को लागू करने में मदद करेगा।
नए कनेक्शन का उपयोग करने का पहला सफल प्रयास
पहला क्वांटम क्रिप्टोग्राफी प्रोटोकॉल 1984 में प्राप्त किया गया थाघ. आज इस तकनीक का बैंकिंग क्षेत्र में सफलतापूर्वक उपयोग किया जा रहा है। जानी-मानी कंपनियाँ अपने द्वारा बनाए गए क्रिप्टोसिस्टम की पेशकश करती हैं।
क्वांटम संचार लाइन एक मानक फाइबर ऑप्टिक केबल पर की जाती है। रूस में, नोवी चेरियोमुश्की में गज़प्रॉमबैंक शाखाओं और कोरोवी वैल पर पहला सुरक्षित चैनल बिछाया गया था। कुल लंबाई 30.6 किमी है, कुंजी संचरण के दौरान त्रुटियां होती हैं, लेकिन उनका प्रतिशत न्यूनतम है - केवल 5%।
चीन ने क्वांटम संचार उपग्रह लॉन्च किया
दुनिया का पहला ऐसा सैटेलाइट चीन में लॉन्च किया गया था। लॉन्ग मार्च-2डी रॉकेट को 16 अगस्त 2016 को जिउ क्वान लॉन्च साइट से लॉन्च किया गया था। "कॉस्मिक स्केल पर क्वांटम प्रयोग" कार्यक्रम के हिस्से के रूप में 600 किलो वजन वाला उपग्रह सूर्य-समकालिक कक्षा में 2 साल तक 310 मील (या 500 किमी) ऊंची उड़ान भरेगा। पृथ्वी के चारों ओर उपकरण की परिक्रमा की अवधि डेढ़ घंटे है।
क्वांटम संचार उपग्रह को 5वीं शताब्दी ईस्वी में रहने वाले एक दार्शनिक के नाम पर माइकियस या "मो-त्ज़ु" कहा जाता है। और, जैसा कि आमतौर पर माना जाता है, ऑप्टिकल प्रयोग करने वाले पहले व्यक्ति। वैज्ञानिक क्वांटम उलझाव के तंत्र का अध्ययन करने जा रहे हैं और तिब्बत में एक उपग्रह और एक प्रयोगशाला के बीच क्वांटम टेलीपोर्टेशन का संचालन करेंगे।
बाद वाला कण की क्वांटम अवस्था को एक निश्चित दूरी तक पहुंचाता है। इस प्रक्रिया को क्रियान्वित करने के लिए एक दूसरे से कुछ दूरी पर स्थित उलझे हुए (दूसरे शब्दों में, जुड़े हुए) कणों के एक जोड़े की आवश्यकता होती है। क्वांटम भौतिकी के अनुसार, वे एक दूसरे से दूर होने पर भी एक साथी की स्थिति के बारे में जानकारी प्राप्त करने में सक्षम होते हैं। यानी आप प्रदान कर सकते हैंएक कण पर प्रभाव जो गहरे अंतरिक्ष में है, प्रयोगशाला में उसके साथी, जो पास में है, को प्रभावित करता है।
उपग्रह दो उलझे हुए फोटोन बनाकर उन्हें पृथ्वी पर भेजेगा। यदि अनुभव सफल होता है, तो यह एक नए युग की शुरुआत का प्रतीक होगा। ऐसे दर्जनों उपग्रह न केवल क्वांटम इंटरनेट की सर्वव्यापकता प्रदान कर सकते हैं, बल्कि मंगल और चंद्रमा पर भविष्य में बसने के लिए अंतरिक्ष में क्वांटम संचार भी प्रदान कर सकते हैं।
हमें ऐसे उपग्रहों की आवश्यकता क्यों है
लेकिन क्वांटम संचार उपग्रह की भी आवश्यकता क्यों है? क्या पहले से मौजूद पारंपरिक उपग्रह पर्याप्त नहीं हैं? तथ्य यह है कि ये उपग्रह सामान्य उपग्रहों की जगह नहीं लेंगे। क्वांटम संचार का सिद्धांत मौजूदा पारंपरिक डेटा ट्रांसमिशन चैनलों को एन्कोड और संरक्षित करना है। इसकी मदद से, उदाहरण के लिए, 2007 में स्विट्जरलैंड में संसदीय चुनावों के दौरान सुरक्षा प्रदान की गई थी।
द बैटल मेमोरियल इंस्टीट्यूट, एक गैर-लाभकारी अनुसंधान संगठन, क्वांटम उलझाव का उपयोग करके अमेरिका (ओहियो) और आयरलैंड (डबलिन) में अध्यायों के बीच सूचनाओं का आदान-प्रदान करता है। इसका सिद्धांत फोटॉन के व्यवहार पर आधारित है - प्रकाश के प्राथमिक कण। उनकी मदद से, जानकारी को एन्कोड किया जाता है और पता करने वाले को भेजा जाता है। सैद्धांतिक रूप से, हस्तक्षेप का सबसे सावधान प्रयास भी एक छाप छोड़ेगा। क्वांटम कुंजी तुरंत बदल जाएगी, और एक प्रयास किया गया हैकर एक अर्थहीन चरित्र सेट के साथ समाप्त हो जाएगा। इसलिए, इन संचार चैनलों के माध्यम से प्रसारित होने वाले सभी डेटा को इंटरसेप्ट या कॉपी नहीं किया जा सकता है।
उपग्रहवैज्ञानिकों को ग्राउंड स्टेशनों और उपग्रह के बीच महत्वपूर्ण वितरण का परीक्षण करने में मदद करेगा।
चीन में क्वांटम संचार 2 हजार किमी की कुल लंबाई के साथ फाइबर ऑप्टिक केबल और शंघाई से बीजिंग तक 4 शहरों को एकजुट करने के लिए धन्यवाद लागू किया जाएगा। फोटॉन की श्रृंखला को अनिश्चित काल तक प्रसारित नहीं किया जा सकता है, और स्टेशनों के बीच की दूरी जितनी अधिक होगी, सूचना के दूषित होने की संभावना उतनी ही अधिक होगी।
एक निश्चित दूरी के बाद, सिग्नल फीका पड़ जाता है, और सूचना के सही प्रसारण को बनाए रखने के लिए वैज्ञानिकों को हर 100 किमी पर सिग्नल को अपडेट करने का एक तरीका चाहिए। केबलों में, यह सिद्ध नोड्स के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जहां कुंजी का विश्लेषण किया जाता है, नए फोटॉन द्वारा कॉपी किया जाता है, और आगे बढ़ता है।
थोड़ा सा इतिहास
1984 में, मॉन्ट्रियल विश्वविद्यालय के ब्रासर्ड जे और आईबीएम के बेनेट सी ने सुझाव दिया कि एक सुरक्षित मौलिक चैनल प्राप्त करने के लिए क्रिप्टोग्राफी में फोटॉन का उपयोग किया जा सकता है। उन्होंने एन्क्रिप्शन कुंजियों के क्वांटम पुनर्वितरण के लिए एक सरल योजना प्रस्तावित की, जिसे BB84 कहा गया।
यह योजना एक क्वांटम चैनल का उपयोग करती है जिसके माध्यम से दो उपयोगकर्ताओं के बीच ध्रुवीकृत क्वांटम राज्यों के रूप में सूचना प्रसारित की जाती है। एक छिपकर बात करने वाला हैकर इन फोटॉनों को मापने की कोशिश कर सकता है, लेकिन वह ऐसा नहीं कर सकता, जैसा कि ऊपर बताया गया है, उन्हें विकृत किए बिना। 1989 में, IBM रिसर्च सेंटर में, Brassard और Bennet ने दुनिया का पहला काम करने वाला क्वांटम क्रिप्टोग्राफ़िक सिस्टम बनाया।
क्वांटम-ऑप्टिकल क्या करता हैक्रिप्टोग्राफिक सिस्टम (KOKS)
COKS (त्रुटि दर, डेटा अंतरण दर, आदि) की मुख्य तकनीकी विशेषताओं को चैनल बनाने वाले तत्वों के मापदंडों द्वारा निर्धारित किया जाता है जो क्वांटम राज्यों को बनाते, संचारित और मापते हैं। आमतौर पर COKS में रिसीविंग और ट्रांसमिटिंग पार्ट होते हैं, जो एक ट्रांसमिशन चैनल से जुड़े होते हैं।
विकिरण स्रोतों को 3 वर्गों में बांटा गया है:
- लेजर;
- माइक्रोलेज़र;
- प्रकाश उत्सर्जक डायोड।
ऑप्टिकल सिग्नल के प्रसारण के लिए, फाइबर-ऑप्टिक एलईडी का उपयोग एक माध्यम के रूप में किया जाता है, जो विभिन्न डिजाइनों के केबलों में संयुक्त होता है।
क्वांटम संचार गोपनीयता की प्रकृति
सिग्नल से जाना जिसमें प्रेषित जानकारी हजारों फोटॉनों के साथ दालों द्वारा एन्कोड की जाती है, सिग्नल में, औसतन, प्रति पल्स एक से कम होते हैं, क्वांटम कानून चलन में आते हैं। शास्त्रीय क्रिप्टोग्राफी के साथ इन कानूनों का उपयोग गोपनीयता प्राप्त करता है।
क्वांटम क्रिप्टोग्राफिक उपकरणों में हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत का उपयोग किया जाता है और इसके लिए धन्यवाद, क्वांटम सिस्टम को बदलने का कोई भी प्रयास इसमें परिवर्तन करता है, और इस तरह के माप से उत्पन्न गठन को प्राप्त करने वाले पक्ष द्वारा गलत के रूप में निर्धारित किया जाता है।
क्या क्वांटम क्रिप्टोग्राफी 100% हैक-प्रूफ है?
सैद्धांतिक रूप से हां, लेकिन तकनीकी समाधान पूरी तरह विश्वसनीय नहीं हैं। हमलावरों ने एक लेजर बीम का उपयोग करना शुरू कर दिया, जिसके साथ वे क्वांटम डिटेक्टरों को अंधा कर देते हैं, जिसके बाद वे प्रतिक्रिया देना बंद कर देते हैंफोटॉन के क्वांटम गुण कभी-कभी बहु-फोटॉन स्रोतों का उपयोग किया जाता है, और हैकर उनमें से किसी एक को छोड़ सकते हैं और समान स्रोतों को माप सकते हैं।
