QKD
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Quantum cryptography (QKD) एक नई संचार तकनीक जिसे हैक करना व्यर्थ है

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इंटरनेट अत्यधिक संवेदनशील सूचनाओं से भरा पड़ा है। sophisticated एन्क्रिप्शन तकनीक आम तौर पर यह सुनिश्चित करती है कि संवेदनशील सूचनाओं को इंटरसेप्ट और हैक ना किया जा सके।
लेकिन भविष्य में उच्च प्रदर्शन वाले क्वांटम कंप्यूटर इन चाबियों (Encryption Keys) को कुछ ही सेकंड में क्रैक कर सकते हैं। यह ठीक वैसे ही है, कि क्वांटम मैकेनिकल तकनीक न केवल नए, बहुत तेज़ एल्गोरिदम को सक्षम करती है, बल्कि QKD एल्गोरिदम को crack कर पाना लगभग असंभव है.

Quantum key distribution

Quantum key distribution (QKD) – यह सब जहां भी प्रयोग होता है उसका अर्थ ऑटोमेटिक अनहेकेबल हो जाता है और यह पूरी तरह से संचार चैनल पर हमलों के खिलाफ सुरक्षित है,

लेकिन उपकरणों पर हमलों या हेरफेर के खिलाफ नहीं।

ऊपर जो आप चित्र देख रहे हैं , उसमें हार्डवेयर एक pre Algorithm key generator की मदद से एक Key बनाता है , जो कि पहले Encode होती है और बाद में कम्युनिकेशन को Decode करने के काम आती है , लेकिन इसमें एक छोटी सी प्रॉब्लम है अगर मान लीजिए इस Hardware को बनाने वाली कंपनी उस एल्गोरिदम को Leak कर दे या वह फार्मूला किसी को पता लग जाए तो उस Sensitive Information को आसानी से Hack किया जा सकता है ,

लेकिन साइंटिस्ट ने इसका भी एक तोड़ निकाल लिया है ,

Devise Independent Quantum key distribution क्या है

लेकिन साइंटिस्ट ने इसका भी एक तोड़ निकाल लिया है , एक स्वतंत्र QKD का इस्तेमाल करके उस डिवाइस पर डिपेंडेंसी पूरी तरह से खत्म हो जाती है मतलब की ट्रांसमीटर खुद के बनाए हुए एल्गोरिदम से Key को जनरेट कर सकता है ,। सैद्धांतिक रूप से 1990 के दशक से स्वतंत्र DIQKD (Devise Independent QKD) के नाम से जाना जाता है, इस पद्धति को अब पहली बार प्रयोगात्मक रूप से महसूस किया गया है,

क्वांटम Mechanics Key के आदान-प्रदान के लिए, विभिन्न दृष्टिकोण उपलब्ध हैं। या तो ट्रांसमीटर द्वारा रिसीवर को प्रकाश संकेत भेजे जाते हैं, या उलझे हुए क्वांटम सिस्टम का उपयोग किया जाता है।
वर्तमान प्रयोग में, भौतिकविदों ने एलएमयू परिसर में , एक दूसरे से 400 मीटर की दूरी पर स्थित दो प्रयोगशालाओं में स्थित दो क्वांटम यांत्रिक रूप से Entangled हुए रूबिडियम परमाणुओं का उपयोग किया। दो स्थान 700 मीटर लंबाई के फाइबर ऑप्टिक केबल के माध्यम से जुड़े हुए हैं,

QKD कैसे काम करता है

Angular Momentum के संरक्षण के कारण (इलेक्ट्रॉन कक्षा से बाहर नहीं होता ) तथा excited electron वापस अपनी एनर्जी बैंड में आता है और एक फोटोन को जन्म देता (Laser Light Example) है जब जब यह Photon polarization (Horizontal & Vertical Glass से होकर गुजरता है , तो यह Dual Slit Experiment के अनुसार 2 Photons मैं स्प्लिट हो जाता है और Entanglement Photon Pair को पैदा करता है ,

Quantum Entangled Photons

Entangled Photon Pair के पैदा होने के बाद , अब चाहे आप इन दोनों Photons को ऑप्टिकल फाइबर के थ्रू अलग-अलग कहीं भी भेज दे , जैसे ही आप एक Photon को उसकी स्टेट के अनुसार Measure करेंगे उसी वक्त दूसरे Photon की स्टेट भी तुरंत बदल जाएगी, और यह कम्युनिकेशन लाइट की रफ्तार से तेज भी तेज होता है , और इसी अवस्था को क्वांटम Entanglement कहा जाता है

जब दो Entangled Photon की स्टेट को हम उसके स्पिन के द्वारा नापते हैं , और यह स्पिन मैग्नेटिक फील्ड्स की वजह से बनता है , इस स्पिन में या तो डायरेक्शन ऊपर होगी ↑ या नीचे ↓ होगी , और इन्हीं अवस्थाओं को अंकित कर 0 और 1 में क्वांटम बिट्स(Qbits) की रचना की जाती है .

क्वांटम कंप्यूटर क्यूबिट्स में गणना करते हैं। वे क्वांटम यांत्रिकी के गुणों का फायदा उठाते हैं और यह नियंत्रित करता है कि परमाणु पैमाने पर पदार्थ कैसे व्यवहार करता है।

  • इस व्यवस्था में प्रोसेसर में एक साथ 1 और 0 हो सकते हैं, इस अवस्था को क्वांटम सुपरपोज़िशन कहा जाता है।

। लेकिन साइंटिस्ट अब एक लेटेस्ट रिसर्च के अनुसार इन SPIN में 8 स्टेज को ढूंढ निकाला है जिसे नाम दिया गया है Quantum Digits (Qudits) .

Quantum Entanglement Example

वापस चलते हैं अपने एक्सपेरिमेंट पर

जब दो प्रकाश कण फाइबर ऑप्टिक केबल के साथ एक रिसीवर स्टेशन तक जाते हैं, जहां फोटॉन का एक संयुक्त माप परमाणु जैसे ही एक साइड में Measure किया जाता है वैसे ही वह इंफॉर्मेशन दूसरे Photon में अंकित हो जाती है उसके स्पिन के द्वारा ,

एक Key का आदान-प्रदान करने के लिए, ऐलिस अंड बॉब – जैसा कि दो पक्षों को आमतौर पर क्रिप्टोग्राफर द्वारा डब किया जाता है – अपने संबंधित परमाणु की क्वांटम अवस्थाओं को मापें और चेक करें। प्रत्येक मामले में, यह यादृच्छिक रूप से दो या चार दिशाओं में किया जाता है। यदि निर्देश मेल खाते हैं, तो माप के परिणाम Entanglement के कारण समान होते हैं और एक गुप्त कुंजी उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।
तथा दूसरे रिजल्ट्स में कोई समानता तो नहीं है इसका भी पता लगाया जाता है ।
डीआईक्यूकेडी में, परीक्षण का उपयोग “विशेष रूप से यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि उपकरणों में कोई हेरफेर नहीं है –
अर्थात, उदाहरण के लिए, छिपे हुए माप परिणाम पहले से उपकरणों में सहेजे नहीं गए हैं,” वेनफर्टर बताते हैं।

DIQKD का विकास

“हमारी पद्धति के साथ, हम अब अप्राप्य और संभावित अविश्वसनीय उपकरणों के साथ Secret Key उत्पन्न कर सकते हैं,” वेनफर्टर बताते हैं। वास्तव में, उन्हें शुरू में संदेह था कि क्या प्रयोग काम करेगा। लेकिन उनकी टीम ने साबित कर दिया कि उनकी गलतफहमी निराधार थी और प्रयोग की गुणवत्ता में काफी सुधार हुआ, जैसा कि उन्होंने खुशी से स्वीकार किया।
एलएमयू और एनयूएस के बीच सहयोग परियोजना के साथ, ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के एक अन्य शोध समूह ने डिवाइस-स्वतंत्र कुंजी वितरण का प्रदर्शन किया। ऐसा करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक ही प्रयोगशाला में दो उलझे हुए आयनों से युक्त एक प्रणाली का उपयोग किया। चार्ल्स लिम कहते हैं, “ये दो परियोजनाएं भविष्य के क्वांटम नेटवर्क की नींव रखती हैं, जिसमें दूर के स्थानों के बीच बिल्कुल सुरक्षित संचार संभव है।”

QKD वर्तमान संचार नेटवर्क के माध्यम से विभिन्न महत्त्वपूर्ण क्षेत्रों में प्रयोग किये जा रहे, डेटा की सुरक्षा के लिये क्वांटम कंप्यूटिंग में बाह्य खतरे को दूर करने के लिये आवश्यक है।

Quantum key distribution (QKD) मैं भारत की उपलब्धि

अभी पिछले साल भारत में भी इस तकनीक का सफल प्रशिक्षण कर लिया है भारत में 300 मीटर के दायरे में QKD तकनीक का सफल परीक्षण किया है

Source:- science daily

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