क्वांटम संचार प्रौद्योगिकी का सिद्धांत और प्रगति

क्वांटम संचार क्वांटम सूचना प्रौद्योगिकी का केंद्रीय भाग है। इसमें पूर्ण गोपनीयता, बड़ी संचार क्षमता, तेज़ संचरण गति आदि के लाभ हैं। यह उन विशेष कार्यों को पूरा कर सकता है जिन्हें शास्त्रीय संचार प्राप्त नहीं कर सकता। क्वांटम संचार निजी कुंजी प्रणाली का उपयोग कर सकता है, जिसे सुरक्षित संचार की वास्तविक भावना को महसूस करने के लिए डिक्रिप्ट नहीं किया जा सकता है, इसलिए क्वांटम संचार दुनिया में विज्ञान और प्रौद्योगिकी का सबसे आगे बन गया है। क्वांटम संचार सूचना के प्रभावी संचरण को साकार करने के लिए सूचना तत्व के रूप में क्वांटम स्थिति का उपयोग करता है। यह टेलीफोन और ऑप्टिकल संचार के बाद संचार के इतिहास में एक और क्रांति 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 को स्थापित करने और संचार करने के लिए किया जाता है, अर्थात, व्यक्तिगत संचार के दोनों पक्षों को निजी कुंजी सौंपना, जिसे आमतौर पर क्वांटम क्रिप्टोग्राफी संचार के रूप में जाना जाता है।
1984 में, संयुक्त राज्य अमेरिका के बेनेट और कनाडा के ब्रासर्ट ने BB84 प्रोटोकॉल का प्रस्ताव रखा, जो गुप्त कुंजियों के निर्माण और सुरक्षित वितरण को साकार करने के लिए प्रकाश की ध्रुवीकरण विशेषताओं का उपयोग करके क्वांटम अवस्थाओं को एनकोड करने के लिए सूचना वाहक के रूप में क्वांटम बिट्स का उपयोग करता है। 1992 में, बेनेट ने सरल प्रवाह और आधी दक्षता के साथ दो गैर-ऑर्थोगोनल क्वांटम अवस्थाओं पर आधारित B92 प्रोटोकॉल का प्रस्ताव रखा। ये दोनों योजनाएँ ऑर्थोगोनल और नॉन-ऑर्थोगोनल सिंगल क्वांटम अवस्थाओं के एक या अधिक सेटों पर आधारित हैं। अंत में, 1991 में, यूके के एकर्ट ने दो-कण अधिकतम उलझाव अवस्था, अर्थात् EPR जोड़ी के आधार पर E91 का प्रस्ताव रखा।
1998 में, BB84 प्रोटोकॉल में चार ध्रुवीकरण अवस्थाओं और बाएं और दाएं घुमाव 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 साबित हुई है, जिसे अब तक किसी ने नहीं तोड़ा है। क्वांटम अनिश्चितता और क्वांटम गैर-क्लोनिंग का सिद्धांत इसकी पूर्ण सुरक्षा सुनिश्चित करता है। इसलिए, EPR प्रोटोकॉल का आवश्यक सैद्धांतिक मूल्य है। यह उलझी हुई क्वांटम अवस्था को सुरक्षित क्वांटम संचार से जोड़ता है और सुरक्षित क्वांटम संचार के लिए एक नया रास्ता खोलता है।

क्वांटम टेलीपोर्टेशन:

1993 में छह देशों में बेनेट और 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]।
199 में, ऑस्ट्रिया के ज़ेलिंगर समूह ने प्रयोगशाला में क्वांटम टेलीपोर्टेशन के सिद्धांत का पहला प्रायोगिक सत्यापन पूरा किया। कई फिल्मों में, ऐसा कथानक अक्सर दिखाई देता है: एक रहस्यमय आकृति अचानक एक जगह से गायब हो जाती है और अचानक अपनी जगह पर दिखाई देती है। हालाँकि, क्योंकि क्वांटम टेलीपोर्टेशन क्वांटम यांत्रिकी में क्वांटम नॉन-क्लोनिंग और हाइज़ेनबर्ग अनिश्चितता के सिद्धांत का उल्लंघन करता है, यह शास्त्रीय संचार में एक तरह की विज्ञान कथा है।
हालांकि, क्वांटम संचार में क्वांटम उलझाव की असाधारण अवधारणा को पेश किया जाता है, जो मूल की अज्ञात क्वांटम स्थिति की जानकारी को दो भागों में विभाजित करता है: क्वांटम सूचना और शास्त्रीय सूचना, जो इस अविश्वसनीय चमत्कार को संभव बनाती है। क्वांटम सूचना वह सूचना है जो माप प्रक्रिया में निकाली नहीं जाती है, और शास्त्रीय सूचना मूल माप है।

क्वांटम संचार में प्रगति:

1994 से, क्वांटम संचार धीरे-धीरे प्रायोगिक चरण में प्रवेश कर गया है और व्यावहारिक लक्ष्य की ओर आगे बढ़ रहा है, जिसका उत्कृष्ट विकास मूल्य और आर्थिक लाभ है। 1997 में, एक युवा चीनी वैज्ञानिक पान जियानवेई और एक डच वैज्ञानिक बो मेस्टर ने अज्ञात क्वांटम अवस्थाओं के दूरस्थ संचरण का प्रयोग किया और उसे साकार किया।
अप्रैल 2004 में, सोरेंसन एट अल ने पहली बार क्वांटम उलझाव वितरण का उपयोग करके बैंकों के बीच 1.45 किमी डेटा ट्रांसमिशन का एहसास किया, जो प्रयोगशाला से अनुप्रयोग चरण तक क्वांटम संचार को चिह्नित करता है। वर्तमान में, क्वांटम संचार प्रौद्योगिकी ने सरकारों, उद्योग और शिक्षाविदों से महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित किया है। कुछ प्रसिद्ध अंतरराष्ट्रीय कंपनियां भी सक्रिय रूप से क्वांटम सूचना के व्यावसायीकरण का विकास कर रही हैं, जैसे कि ब्रिटिश टेलीफोन और 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, संयुक्त राज्य अमेरिका की टाइम पत्रिका ने "चीन के क्वांटम विज्ञान की छलांग" के शीर्षक के साथ "विस्फोटक समाचार" के कॉलम में चीन के 16 किमी क्वांटम टेलीपोर्टेशन प्रयोग की सफलता की सूचना दी, जो दर्शाता है कि चीन जमीन और उपग्रह के बीच एक क्वांटम संचार नेटवर्क स्थापित कर सकता है [3]। 2010 में, जापान के राष्ट्रीय खुफिया और संचार अनुसंधान संस्थान और मित्सुबिशी इलेक्ट्रिक और एनईसी, स्विट्जरलैंड के आईडी क्वांटिफाइड, तोशिबा यूरोप लिमिटेड और ऑस्ट्रिया के सभी वियना ने टोक्यो में छह नोड्स मेट्रोपॉलिटन क्वांटम संचार नेटवर्क "टोक्यो क्यूकेडी नेटवर्क" की स्थापना की। नेटवर्क जापान और यूरोप में क्वांटम संचार प्रौद्योगिकी में उच्चतम स्तर के विकास के साथ अनुसंधान संस्थानों और कंपनियों के नवीनतम शोध परिणामों पर ध्यान केंद्रित करता है।

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