क्वांटम संचार प्रौद्योगिकी का सिद्धांत और प्रगति

क्वांटम संचार, क्वांटम सूचना प्रौद्योगिकी का केंद्रीय भाग है। इसमें पूर्ण गोपनीयता, विशाल संचार क्षमता, तीव्र संचरण गति आदि के लाभ हैं। यह उन विशिष्ट कार्यों को पूरा कर सकता है जिन्हें पारंपरिक संचार नहीं कर सकता। क्वांटम संचार निजी कुंजी प्रणाली का उपयोग कर सकता है, जिसे डिक्रिप्ट नहीं किया जा सकता, जिससे सुरक्षित संचार का वास्तविक अर्थ प्राप्त होता है। यही कारण है कि क्वांटम संचार विश्व में विज्ञान और प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में अग्रणी बन गया है। क्वांटम संचार सूचना के प्रभावी संचरण को साकार करने के लिए क्वांटम अवस्था को सूचना तत्व के रूप में उपयोग करता है। यह टेलीफोन और ऑप्टिकल संचार के बाद संचार के इतिहास में एक और क्रांतिकारी बदलाव है।

क्वांटम संचार के मुख्य घटक:

क्वांटम गुप्त कुंजी वितरण:

क्वांटम गुप्त कुंजी वितरण का उपयोग गोपनीय सामग्री को प्रसारित करने के लिए नहीं किया जाता है। फिर भी, इसका उपयोग सिफर बुक स्थापित करने और संवाद करने के लिए किया जाता है, यानी निजी संचार के दोनों पक्षों को निजी कुंजी आवंटित करने के लिए, जिसे आमतौर पर क्वांटम क्रिप्टोग्राफी संचार के रूप में जाना जाता है।
1984 में, संयुक्त राज्य अमेरिका के बेनेट और कनाडा के ब्रासार्ट ने बीबी84 प्रोटोकॉल प्रस्तावित किया, जो क्वांटम बिट्स को सूचना वाहक के रूप में उपयोग करके प्रकाश के ध्रुवीकरण गुणों का उपयोग करते हुए क्वांटम अवस्थाओं को एन्कोड करता है, जिससे गुप्त कुंजियों का निर्माण और सुरक्षित वितरण संभव होता है। 1992 में, बेनेट ने सरल प्रवाह और अर्ध-दक्षता के साथ दो गैर-लंबवत क्वांटम अवस्थाओं पर आधारित बी92 प्रोटोकॉल प्रस्तावित किया। ये दोनों योजनाएँ एक या अधिक लंबवत और गैर-लंबवत एकल क्वांटम अवस्थाओं के सेट पर आधारित हैं। अंत में, 1991 में, ब्रिटेन के एकर्ट ने दो-कण अधिकतम उलझाव अवस्था, अर्थात् ईपीआर युग्म पर आधारित ई91 प्रस्तावित किया।
1998 में, BB84 प्रोटोकॉल में चार ध्रुवीकरण अवस्थाओं और बाएँ और उचित घूर्णन से बने तीन संयुग्मित आधारों पर ध्रुवीकरण चयन के लिए एक और छह-अवस्था क्वांटम संचार योजना प्रस्तावित की गई थी। BB84 प्रोटोकॉल एक सुरक्षित महत्वपूर्ण वितरण विधि सिद्ध हो चुका है, जिसे अभी तक किसी ने भी नहीं तोड़ा है। क्वांटम अनिश्चितता और क्वांटम गैर-क्लोनिंग का सिद्धांत इसकी पूर्ण सुरक्षा सुनिश्चित करता है। इसलिए, EPR प्रोटोकॉल का सैद्धांतिक महत्व बहुत अधिक है। यह उलझी हुई क्वांटम अवस्था को सुरक्षित क्वांटम संचार से जोड़ता है और सुरक्षित क्वांटम संचार का एक नया मार्ग प्रशस्त करता है।

क्वांटम टेलीपोर्टेशन:

1993 में बेनेट और छह देशों के अन्य वैज्ञानिकों द्वारा प्रस्तावित क्वांटम टेलीपोर्टेशन का सिद्धांत एक शुद्ध क्वांटम ट्रांसमिशन मोड है जो अज्ञात क्वांटम स्थिति को प्रसारित करने के लिए दो-कण अधिकतम उलझी हुई स्थिति के चैनल का उपयोग करता है, और टेलीपोर्टेशन की सफलता दर 100% तक पहुंच जाएगी [2]।
सन् 199 में, ऑस्ट्रिया के ए. ज़ीलिंगर समूह ने प्रयोगशाला में क्वांटम टेलीपोर्टेशन के सिद्धांत का पहला प्रायोगिक सत्यापन पूरा किया। कई फिल्मों में अक्सर ऐसा ही कथानक देखने को मिलता है: एक रहस्यमय आकृति अचानक एक जगह से गायब हो जाती है और अचानक वहीं प्रकट हो जाती है। हालांकि, क्वांटम टेलीपोर्टेशन क्वांटम यांत्रिकी में क्वांटम गैर-क्लोनिंग और हाइजेनबर्ग अनिश्चितता के सिद्धांत का उल्लंघन करता है, इसलिए यह शास्त्रीय संचार में केवल एक प्रकार की विज्ञान कथा ही है।
हालांकि, क्वांटम संचार में क्वांटम उलझाव की असाधारण अवधारणा को शामिल किया गया है, जो मूल की अज्ञात क्वांटम अवस्था की जानकारी को दो भागों में विभाजित करती है: क्वांटम जानकारी और शास्त्रीय जानकारी, जिससे यह अविश्वसनीय चमत्कार संभव हो पाता है। क्वांटम जानकारी वह जानकारी है जो मापन प्रक्रिया में प्राप्त नहीं होती, और शास्त्रीय जानकारी मूल माप है।

क्वांटम संचार में प्रगति:

1994 से, क्वांटम संचार धीरे-धीरे प्रायोगिक चरण में प्रवेश कर रहा है और व्यावहारिक लक्ष्य की ओर तेजी से बढ़ रहा है, जिसका उत्कृष्ट विकास मूल्य और आर्थिक लाभ है। 1997 में, युवा चीनी वैज्ञानिक पैन जियानवेई और डच वैज्ञानिक बो मीस्टर ने अज्ञात क्वांटम अवस्थाओं के दूरस्थ संचरण का प्रयोग किया और उसे साकार किया।
अप्रैल 2004 में, सोरेनसेन और उनके सहयोगियों ने क्वांटम एंटैंगलमेंट डिस्ट्रीब्यूशन का उपयोग करके पहली बार बैंकों के बीच 1.45 किमी डेटा ट्रांसमिशन को संभव बनाया, जिससे क्वांटम संचार प्रयोगशाला से अनुप्रयोग चरण तक पहुंच गया। वर्तमान में, क्वांटम संचार प्रौद्योगिकी ने सरकारों, उद्योग और शिक्षा जगत का काफी ध्यान आकर्षित किया है। कुछ प्रसिद्ध अंतरराष्ट्रीय कंपनियां भी क्वांटम सूचना के व्यावसायीकरण को सक्रिय रूप से विकसित कर रही हैं, जैसे कि ब्रिटिश टेलीफोन एंड टेलीग्राफ कंपनी, बेल, आईबीएम, संयुक्त राज्य अमेरिका में एटी एंड टी प्रयोगशालाएं, जापान में तोशिबा कंपनी, जर्मनी में सीमेंस कंपनी आदि। इसके अलावा, 2008 में, यूरोपीय संघ की "क्वांटम क्रिप्टोग्राफी पर आधारित वैश्विक सुरक्षित संचार नेटवर्क विकास परियोजना" ने 7-नोड सुरक्षित संचार प्रदर्शन और सत्यापन नेटवर्क स्थापित किया।
2010 में, अमेरिका की टाइम पत्रिका ने "विस्फोटक समाचार" शीर्षक से चीन के 16 किलोमीटर क्वांटम टेलीपोर्टेशन प्रयोग की सफलता की रिपोर्ट प्रकाशित की, जिसका शीर्षक था "चीन के क्वांटम विज्ञान की छलांग"। इससे संकेत मिलता है कि चीन पृथ्वी और उपग्रह के बीच क्वांटम संचार नेटवर्क स्थापित कर सकता है। [3] 2010 में, जापान के राष्ट्रीय खुफिया और संचार अनुसंधान संस्थान और स्विट्जरलैंड की मित्सुबिशी इलेक्ट्रिक और एनईसी, आईडी क्वांटिफाइड, ऑस्ट्रिया की तोशिबा यूरोप लिमिटेड और ऑल वियना ने टोक्यो में छह नोड्स वाला महानगरीय क्वांटम संचार नेटवर्क "टोक्यो क्यूकेडी नेटवर्क" स्थापित किया। यह नेटवर्क जापान और यूरोप में क्वांटम संचार प्रौद्योगिकी में उच्चतम स्तर के विकास वाले अनुसंधान संस्थानों और कंपनियों के नवीनतम शोध परिणामों पर केंद्रित है।

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