क्वांटम भौतिकी पूरी तरह से नया प्रदान करती हैजानकारी की रक्षा करने का एक तरीका। इसकी आवश्यकता क्यों है, क्या अब एक सुरक्षित संचार चैनल बनाना संभव नहीं है? निःसंदेह तुमसे हो सकता है। लेकिन क्वांटम कंप्यूटर पहले ही बनाए जा चुके हैं, और जिस क्षण वे सर्वव्यापी हो जाते हैं, आधुनिक एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम बेकार हो जाएंगे, क्योंकि ये शक्तिशाली कंप्यूटर उन्हें एक सेकंड में तोड़ सकते हैं। क्वांटम संचार आपको फोटॉन - प्राथमिक कणों का उपयोग करके जानकारी को एन्क्रिप्ट करने की अनुमति देता है।
ऐसे कंप्यूटर, क्वांटम तक पहुंच प्राप्त कर चुके हैंचैनल, एक तरह से या कोई अन्य फोटॉन की वर्तमान स्थिति को बदल देगा। और जानकारी प्राप्त करने की कोशिश करने से उसे नुकसान होगा। सूचना हस्तांतरण की गति, निश्चित रूप से, वर्तमान में मौजूद अन्य चैनलों की तुलना में कम है, उदाहरण के लिए, टेलीफोन संचार। लेकिन क्वांटम संचार बहुत अधिक स्तर की गोपनीयता प्रदान करता है। यह, ज़ाहिर है, एक बहुत बड़ा प्लस है। खासकर आज की दुनिया में, जब साइबर क्राइम दिन-ब-दिन बढ़ता ही जा रहा है।
एक बार की बात है, कबूतर मेल को दबा दिया गया थाटेलीग्राफ ने, बदले में, रेडियो की जगह ले ली। बेशक, आज यह कहीं नहीं गया 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 - हमें इंटरनेट क्लबों में जाना पड़ता था, बहुत महंगे कार्ड आदि खरीदना पड़ता था। आज हम बिना एक घंटे भी नहीं रहते हैं। इंटरनेट, और हम 5G के लिए तत्पर हैं।
लेकिन एक और नया संचार मानक हल नहीं होगाकार्य अब इंटरनेट का उपयोग करके डेटा एक्सचेंज के संगठन का सामना करना पड़ रहा है, अन्य ग्रहों पर बस्तियों से उपग्रहों से डेटा प्राप्त करना आदि। यह सभी डेटा विश्वसनीय रूप से संरक्षित होना चाहिए। और इसे तथाकथित क्वांटम उलझाव का उपयोग करके व्यवस्थित किया जा सकता है।
क्वांटम संचार क्या है?"डमी" के लिए इस घटना को विभिन्न क्वांटम विशेषताओं के बीच संबंध के रूप में समझाएं। यह तब भी बना रहता है जब कण एक दूसरे से व्यापक दूरी पर होते हैं। क्वांटम उलझाव का उपयोग करके एन्क्रिप्ट की गई और प्रेषित एक कुंजी हमलावरों को कोई मूल्यवान जानकारी प्रदान नहीं करेगी जो इसे रोकने की कोशिश करते हैं। उन्हें केवल अन्य नंबर प्राप्त होंगे, क्योंकि बाहरी हस्तक्षेप से सिस्टम की स्थिति बदल जाएगी।
लेकिन दुनिया भर में डेटा ट्रांसमिशन सिस्टम बनाना नहीं हैसफल रहा, क्योंकि कुछ दसियों किलोमीटर के बाद सिग्नल क्षीण हो गया था। 2016 में लॉन्च किया गया उपग्रह, 7,000 किमी से अधिक की दूरी पर क्वांटम कुंजी ट्रांसफर योजना को लागू करने में मदद करेगा।
क्वांटम क्रिप्टोग्राफी का पहला प्रोटोकॉल 1984 में प्राप्त किया गया था। आज, बैंकिंग क्षेत्र में इस तकनीक का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। जानी-मानी कंपनियां अपने क्रिप्टोसिस्टम की पेशकश करती हैं।
क्वांटम संचार लाइन पर किया जाता हैमानक फाइबर ऑप्टिक केबल। रूस में, पहला संरक्षित चैनल नोवी चेरियोमुशकी में गज़प्रॉमबैंक की शाखाओं और कोरोवी वैल पर रखा गया था। कुल लंबाई 30.6 किमी है, कुंजी हस्तांतरण के दौरान त्रुटियां होती हैं, लेकिन उनका प्रतिशत न्यूनतम है - केवल 5%।
दुनिया का पहला ऐसा उपग्रह में लॉन्च किया गया थाचीन। लॉन्ग मार्च -2 डी रॉकेट को 16 अगस्त, 2016 को त्सज़ी-क्वान कॉस्मोड्रोम से लॉन्च किया गया था। अंतरिक्ष स्केल कार्यक्रम पर क्वांटम प्रयोगों के हिस्से के रूप में 600 किलो वजनी उपग्रह 2 साल के लिए 310 मील (या 500 किमी) की ऊंचाई के साथ सूर्य-तुल्यकालिक कक्षा में उड़ जाएगा। पृथ्वी के चारों ओर तंत्र के घूमने की अवधि डेढ़ घंटे के बराबर होती है।
क्वांटम संचार उपग्रह को माइकियस कहा जाता है, या5 वीं शताब्दी ईस्वी में रहने वाले दार्शनिक के सम्मान में "मो-त्ज़ु"। और, जैसा कि आमतौर पर माना जाता है, वह ऑप्टिकल प्रयोग करने वाले पहले व्यक्ति थे। वैज्ञानिक क्वांटम उलझाव के तंत्र का अध्ययन करने जा रहे हैं और तिब्बत में एक उपग्रह और एक प्रयोगशाला के बीच क्वांटम टेलीपोर्टेशन करेंगे।
उत्तरार्द्ध कण की क्वांटम स्थिति को स्थानांतरित करता हैदूरी दी। इस प्रक्रिया को लागू करने के लिए, आपको एक दूसरे से कुछ दूरी पर स्थित उलझे हुए (दूसरे शब्दों में, उलझे हुए) कणों की एक जोड़ी 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 दूर अंतरिक्ष में मौजूद किसी कण को उसके साथी, जो पास में है, को प्रयोगशाला में प्रभावित करके प्रभावित कर सकते हैं।
उपग्रह दो उलझे हुए फोटोन बनाएगा औरउन्हें पृथ्वी पर भेजो। यदि अनुभव सफल होता है, तो यह एक नए युग की शुरुआत की शुरुआत करेगा। ऐसे दर्जनों उपग्रह न केवल क्वांटम इंटरनेट की सर्वव्यापकता सुनिश्चित करने में सक्षम होंगे, बल्कि मंगल और चंद्रमा पर भविष्य की बस्तियों के लिए अंतरिक्ष में क्वांटम संचार भी सुनिश्चित करेंगे।
लेकिन हमें क्वांटम संचार उपग्रह की भी आवश्यकता क्यों है?क्या मौजूदा पारंपरिक उपग्रह पर्याप्त नहीं हैं? मुद्दा यह है कि ये उपग्रह पारंपरिक उपग्रहों की जगह नहीं लेंगे। क्वांटम संचार का सिद्धांत मौजूदा पारंपरिक डेटा ट्रांसमिशन चैनलों को एन्क्रिप्ट और संरक्षित करना है। इसकी मदद से, उदाहरण के लिए, 2007 में स्विट्जरलैंड में संसदीय चुनावों के दौरान पहले से ही सुरक्षा सुनिश्चित की गई थी।
गैर-लाभकारी अनुसंधान संगठनबैटल मेमोरियल इंस्टीट्यूट, क्वांटम उलझाव का उपयोग करके संयुक्त राज्य 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। सिद्धांत रूप में, हस्तक्षेप का सबसे छोटा प्रयास भी अपनी छाप छोड़ेगा। क्वांटम कुंजी तुरंत बदल जाएगी, और इसे प्राप्त करने की कोशिश कर रहे हैकर को एक अर्थहीन वर्ण सेट मिल जाएगा। इसलिए, इन संचार चैनलों के माध्यम से प्रसारित होने वाले सभी डेटा को इंटरसेप्ट या कॉपी नहीं किया जा सकता है।
उपग्रह वैज्ञानिकों को जमीनी स्टेशनों और उपग्रह के बीच महत्वपूर्ण वितरण का परीक्षण करने में मदद करेगा।
चीन में क्वांटम संचार लागू किया जाएगाफाइबर-ऑप्टिक केबल के लिए धन्यवाद, जिसकी कुल लंबाई 2 हजार किमी है और शंघाई से बीजिंग तक 4 शहरों को जोड़ता है। फोटॉन की एक श्रृंखला को अंतहीन रूप से प्रसारित नहीं किया जा सकता है, और स्टेशनों के बीच की दूरी जितनी अधिक होगी, सूचना के क्षतिग्रस्त होने की संभावना उतनी ही अधिक होगी।
कुछ दूर जाने के बाद सिगनल फीका पड़ जाता है, औरवैज्ञानिकों को सूचना के सही प्रसारण को बनाए रखने के लिए हर 100 किमी पर सिग्नल को अपडेट करने का एक तरीका चाहिए। केबलों में, यह सिद्ध नोड्स की मदद से हासिल किया जाता है, जिसमें कुंजी का विश्लेषण किया जाता है, नए फोटॉन के साथ कॉपी किया जाता है और आगे जाता है।
1984 में ब्रासर्ड जे.मॉन्ट्रियल विश्वविद्यालय और आईबीएम के बेनेट सी ने सुझाव दिया कि एक सुरक्षित मौलिक चैनल उत्पन्न 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 नाम दिया गया।
यह योजना एक क्वांटम चैनल का उपयोग करती है जिसके माध्यम सेदो उपयोगकर्ताओं के बीच सूचना ध्रुवीकृत क्वांटम अवस्थाओं के रूप में प्रेषित की जाती है। एक हैकर उन पर छिपकर बात कर रहा है, इन फोटॉनों को मापने की कोशिश कर सकता है, लेकिन वह ऐसा नहीं कर सकता, जैसा कि ऊपर बताया गया है, उनमें विकृतियों को पेश किए बिना। 1989 में, IBM रिसर्च सेंटर में, Brassard और Bennett ने दुनिया का पहला काम करने वाला क्वांटम क्रिप्टोग्राफ़िक सिस्टम बनाया।
KOKS की मुख्य तकनीकी विशेषताएं (गुणांक .)त्रुटियां, डेटा ट्रांसमिशन दर, आदि) चैनल बनाने वाले तत्वों के मापदंडों द्वारा निर्धारित की जाती हैं, जो क्वांटम राज्यों को बनाते हैं, संचारित करते हैं और मापते हैं। आमतौर पर, COX में एक रिसीविंग और ट्रांसमिटिंग पार्ट होता है, जो एक ट्रांसमिशन चैनल से जुड़ा होता है।
विकिरण स्रोतों को 3 वर्गों में बांटा गया है:
ऑप्टिकल संकेतों को प्रसारित करने के लिए, फाइबर-ऑप्टिक एलईडी का उपयोग एक माध्यम के रूप में किया जाता है, जिसे विभिन्न डिज़ाइनों के केबलों में संयोजित किया जाता है।
संकेतों से आगे बढ़ना जिसमें संचरित होता हैसूचना हजारों फोटॉनों के साथ आवेगों में एन्कोडेड है, और क्वांटम कानून संकेतों के लिए खेल में आते हैं, जिसमें औसतन, एक आवेग एक से कम होता है। यह शास्त्रीय क्रिप्टोग्राफी के साथ इन कानूनों का उपयोग है जो गोपनीयता प्राप्त करने की अनुमति देता है।
हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत लागू होता हैक्वांटम क्रिप्टोग्राफिक उपकरणों में और इसके लिए धन्यवाद, क्वांटम सिस्टम में बदलाव के किसी भी प्रयास में इसमें बदलाव होता है, और इस तरह के माप के परिणामस्वरूप प्राप्त गठन को प्राप्त पक्ष द्वारा गलत के रूप में निर्धारित किया जाता है।
सैद्धांतिक रूप से देता है, लेकिन तकनीकी समाधान नहींपूरी तरह से विश्वसनीय। हमलावरों ने एक लेजर बीम का उपयोग करना शुरू कर दिया, जिसके साथ वे क्वांटम डिटेक्टरों को अंधा कर देते हैं, जिसके बाद वे फोटॉन के क्वांटम गुणों का जवाब देना बंद कर देते हैं। कभी-कभी मल्टीफ़ोटो स्रोतों का उपयोग किया जाता है, और हमलावर उनमें से एक को छोड़ सकते हैं और समान लोगों को माप सकते हैं।
