दुनिया ने पहली बार क्वांटम कुंजी सीमा को पार कर लिया है

दुनिया ने पहली बार क्वांटम कुंजी सीमा को पार कर लिया है। सच्चे एकल-फ़ोटॉन स्रोत की कुंजी दर 79% बढ़ गई है।

क्वांटम कुंजी वितरण(क्यूकेडी) क्वांटम भौतिक सिद्धांतों पर आधारित एक एन्क्रिप्शन तकनीक है और संचार सुरक्षा को बढ़ाने में अपार संभावनाएं दर्शाती है। यह तकनीक फोटॉन या अन्य कणों की क्वांटम अवस्थाओं का उपयोग करके एन्क्रिप्शन कुंजियों को प्रसारित करती है। चूँकि इन क्वांटम अवस्थाओं को उनकी अवस्थाओं में परिवर्तन किए बिना दोहराया या मापा नहीं जा सकता, इसलिए दुर्भावनापूर्ण पक्षों के लिए दोनों पक्षों के बीच संचार सामग्री को बिना पकड़े जाने से रोकना बहुत मुश्किल हो जाता है। वास्तविक एकल-फोटॉन स्रोत (एसपीएस) तैयार करने में कठिनाई के कारण, वर्तमान में विकसित अधिकांश क्वांटम कुंजी वितरण (क्यूकेडी) प्रणालियाँ क्षीणित पर निर्भर करती हैं।प्रकाश स्रोतजो एकल फोटॉन का अनुकरण करते हैं, जैसे कम-तीव्रता वाले लेज़र पल्स। चूँकि इन लेज़र पल्स में कोई फोटॉन या एकाधिक फोटॉन भी हो सकते हैं, इसलिए सिस्टम में प्रयुक्त पल्स का केवल लगभग 37% ही सुरक्षा कुंजियाँ उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। चीनी शोधकर्ताओं ने हाल ही में पहले प्रस्तावित क्वांटम कुंजी वितरण (QKD) प्रणाली की सीमाओं को सफलतापूर्वक पार कर लिया है। उन्होंने वास्तविक एकल-फोटॉन स्रोतों (SPS, यानी माँग पर अलग-अलग फोटॉन उत्सर्जित करने में सक्षम सिस्टम) का उपयोग किया है।

शोधकर्ताओं का मुख्य लक्ष्य एक ऐसी भौतिक प्रणाली का निर्माण करना है जो माँग पर उच्च-चमक वाले एकल फोटॉन उत्सर्जित करने में सक्षम हो, जिससे क्वांटम कुंजी वितरण (QKD) प्रणालियों के निर्माण में अतीत में प्रयुक्त क्षीण प्रकाश स्रोतों की मूलभूत सीमाओं को दूर किया जा सके। उनकी आशा है कि यह प्रणाली क्वांटम कुंजी वितरण (QKD) तकनीक की विश्वसनीयता और प्रदर्शन को बढ़ा सकती है, जिससे वास्तविक दुनिया के वातावरण में इसके भविष्य के उपयोग की नींव रखी जा सके। वर्तमान में, इस प्रयोग ने बहुत ही आशाजनक परिणाम प्राप्त किए हैं क्योंकि उनके SPS की दक्षता अत्यधिक उच्च पाई गई है और यह उस दर को उल्लेखनीय रूप से बढ़ा देता है जिस परक्यूकेडी प्रणालीसुरक्षा कुंजी उत्पन्न करता है। कुल मिलाकर, ये निष्कर्ष एसपीएस-आधारित क्यूकेडी सिस्टम की क्षमता को उजागर करते हैं, यह दर्शाता है कि उनका प्रदर्शन डब्ल्यूसीपी-आधारित क्यूकेडी सिस्टम से काफी आगे निकल सकता है। शोधकर्ताओं ने कहा, "हमने पहली बार प्रदर्शित किया है कि एसपीएस पर आधारित क्यूकेडी का प्रदर्शन डब्ल्यूसीपी की मौलिक दर सीमा से अधिक है।" 14.6(1.1) डीबी की हानि के साथ मुक्त-स्थान शहरी चैनल के क्षेत्र क्यूकेडी परीक्षण में, हमने 1.08 × 10−3 बिट्स प्रति पल्स की सुरक्षित कुंजी दर (एसकेआर) हासिल की, जो कमजोर रूप से सुसंगत प्रकाश पर आधारित क्यूकेडी सिस्टम की वास्तविक सीमा से 79% अधिक थी। हालांकि, वर्तमान में, एसपीएस-क्यूकेडी सिस्टम का अधिकतम चैनल नुकसान अभी भी डब्ल्यूसीपी-क्यूकेडी सिस्टम की तुलना में कम है। शोधकर्ताओं द्वारा अपने क्वांटम कुंजी वितरण (QKD) सिस्टम में देखी गई कम चैनल हानि, सिस्टम के कारण नहीं, बल्कि उनके द्वारा चलाए जा रहे डिकॉय-फ्री प्रोटोकॉल में अवशिष्ट मल्टी-फ़ोटॉन प्रभाव के कारण थी। भविष्य के शोध के एक भाग के रूप में, वे सिस्टम की निचली परत पर सिंगल-फ़ोटॉन स्रोत (SPS) के प्रदर्शन को और बेहतर बनाकर या सिस्टम में बैट अवस्थाओं को शामिल करके सिस्टम की हानि सहनशीलता को बढ़ाने की उम्मीद करते हैं। ऐसा माना जाता है कि निरंतर तकनीकी प्रगति क्वांटम कुंजी वितरण (QKD) के विकास को धीरे-धीरे व्यावहारिक और सामान्य अनुप्रयोगों की ओर ले जाएगी।