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सामान्य अध्ययन 3: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी में भारतीयों की उपलब्धियां; प्रौद्योगिकी का स्वदेशीकरण और नई प्रौद्योगिकी का विकास
संदर्भ:
हाल ही में, डीआरडीओ और आईआईटी दिल्ली ने सुरक्षित क्वांटम संचार का सफलतापूर्वक प्रदर्शन किया है।
अन्य संबंधित जानकारी
- उन्होंने 1 किलोमीटर से अधिक की मुक्त-स्थान दूरी पर क्वांटम एंटैंगलमेंट का उपयोग करके सुरक्षित क्वांटम कम्यूनिकेशन (संचार) का प्रदर्शन किया।
- प्रयोग ने लगभग 240 बिट्स प्रति सेकंड की सुरक्षित कुंजी दर हासिल की, जिसमें क्वांटम बिट त्रुटि दर 7% से कम थी।
- इसे ‘मुक्त अंतरिक्ष QKD के लिए फोटोनिक प्रौद्योगिकियों का डिज़ाइन और विकास’ शीर्षक वाले प्रोजेक्ट के तहत विकसित किया गया है, जिसे रक्षा अनुसंधान और विकास संगठन (DRDO) के फ्यूचरिस्टिक टेक्नोलॉजी मैनेजमेंट निदेशालय (DFTM) द्वारा स्वीकृत किया गया है।
- भारत ने सुरक्षित संचार के एक नए क्वांटम युग में कदम रखा है, जिसे रक्षा मंत्री ने आधुनिक युद्ध और राष्ट्रीय सुरक्षा में भविष्य का गेम-चेंजर बताया।
क्वांटम एंटैंगलमेंट क्या है?
- जब दो या उससे ज़्यादा फोटॉन किसी ख़ास तरीके से बनते हैं, तो वे आपस में जुड़ जाते हैं। इसका मतलब यह है कि भले ही वे एक-दूसरे से बहुत दूर हों, लेकिन अगर आप पहले फोटॉन को मापते हैं, तो आप दूसरे फोटॉन के लिए तुरंत ही परिणाम निर्धारित कर सकते हैं।
- इस कनेक्शन को ” क्वांटम एंटैंगलमेंट” कहा जाता है। इसे सामान्य या पारंपरिक भौतिकी द्वारा समझाया नहीं जा सकता; यह केवल क्वांटम विज्ञान में ही समझ में आता है।
- क्वांटम क्रिप्टोग्राफी डेटा को सुरक्षित और संचारित करने के लिए एन्क्रिप्शन को संदर्भित करता है जिसे हैक नहीं किया जा सकता है।
क्वांटम कम्यूनिकेशन क्या है?
- क्वांटम संचार से तात्पर्य क्वांटम भौतिकी, विशेषकर क्वांटम एंटैंगलमेंट, के विचारों का उपयोग करके अति-सुरक्षित संचार चैनल बनाने से है।
- एक विधि में, जैसा कि आईआईटी-दिल्ली टीम द्वारा प्रदर्शित किया गया, एंटैंगलमेंट हुए फोटॉनों का उपयोग दो बिंदुओं के बीच सूचना भेजने के लिए किया जाता है।
- यदि कोई तीसरा व्यक्ति डेटा को इंटरसेप्ट करने की कोशिश करता है, तो कनेक्शन तुरंत बाधित हो जाता है। यह उपयोगकर्ताओं को सचेत करता है कि चैनल अब सुरक्षित नहीं है।
- इससे क्वांटम संचार सुरक्षा में बहुत उपयोगी हो जाता है, क्योंकि यह हैकर्स या सिस्टम में सेंध लगाने की कोशिश करने वाले शक्तिशाली कंप्यूटरों से सुरक्षा प्रदान करता है।
- क्वांटम संचार में प्रयुक्त एक प्रमुख तकनीक को क्वांटम कुंजी वितरण (QKD) कहा जाता है, जो दो पक्षों के बीच गुप्त कुंजियों को सुरक्षित रूप से साझा करने में मदद करती है।
क्वांटम कुंजी वितरण (QKD) कैसे कार्य करता है
कल्पना कीजिए कि X, Y को एक निजी संदेश भेजना चाहता है। X उसे Y के घर पर भेज सकता है – Y का पता सभी को पता है, लेकिन मेलबॉक्स खोलने की चाबी केवल Y के पास है।
- ईमेल भी इसी प्रकार काम करता है: Y की ईमेल आईडी सार्वजनिक है, लेकिन संदेश पढ़ने के लिए पासवर्ड केवल उसे ही पता है।
क्वांटम कुंजी वितरण (QKD) थोड़ा अलग तरीके से काम करता है। इसका मुख्य लक्ष्य संदेश भेजना नहीं है, बल्कि X और Y को एक ही गुप्त कुंजी को सुरक्षित रूप से साझा करने में मदद करना है।
अपने संदेशों को एन्क्रिप्ट और डिक्रिप्ट करने के लिए AES (एडवांस्ड एन्क्रिप्शन स्टैंडर्ड) जैसी सामान्य विधियों का उपयोग कर सकते हैं ।
इसलिए, QKD स्वयं संदेश को नहीं छिपाता है, बल्कि यह सुनिश्चित करता है कि केवल X और Y को ही इसे लॉक और अनलॉक करने की कुंजी मिले, और इस तरह से कि कोई अन्य व्यक्ति इसे बिना देखे चुरा न सके।
QKD के दो प्रकार हैं :
1. तैयारी एवं मापन QKD : X कुछ निश्चित अवस्थाओं में फोटॉन तैयार करता है और उन्हें Y के पास भेजता है, जो उन्हें मापता है।
2 एंटैंगलमेंट -आधारित QKD : एक विशेष उपकरण दो एंटैंगलमेंट हुए फोटॉन बनाता है, एक को X और एक को Y पर भेजता है। क्योंकि वे जुड़े हुए हैं, किसी भी छेड़छाड़ का पता लगाया जा सकता है।
• यह QKD को एन्क्रिप्शन कुंजी साझा करने के लिए सबसे सुरक्षित तरीकों में से एक बनाता है – जो रक्षा और अन्य महत्वपूर्ण क्षेत्रों में सुरक्षित संचार के लिए एकदम सही है।
महत्व
- क्वांटम साइबर सुरक्षा : क्वांटम मैकेनिकल नियमों का उपयोग करके अटूट संचार चैनल बनाता है, जिन्हें हैक नहीं किया जा सकता है या उनका डेटा चोरी नहीं किया जा सकता है।
- लंबी दूरी की क्वांटम कुंजी वितरण (QKD): लंबी दूरी पर सुरक्षित एन्क्रिप्शन-कुंजी हस्तांतरण की व्यवहार्यता का प्रदर्शन।
- क्वांटम इंटरनेट क्षमता : कनेक्टेड क्वांटम नेटवर्क का एक निर्माण खंड प्रदान करता है, जो भविष्य में क्वांटम इंटरनेट पारिस्थितिकी तंत्र के लिए आवश्यक है।
- वास्तविक समय उपयोग : रक्षा, बैंकिंग और महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे के संचार में वास्तविक समय में उपयोग के लिए दिखाया गया
मुख्य परीक्षा प्रश्न
क्वांटम कुंजी वितरण (क्यूकेडी) की अवधारणा पर चर्चा करें और क्वांटम प्रौद्योगिकियों के युग में भारत की साइबर सुरक्षा और रणनीतिक संचार क्षमताओं को मजबूत करने में इसके महत्व का मूल्यांकन करें। (10एम,150डब्ल्यू)