🐰 👩🏽‍🔬 🌅 अंतरिक्ष में क्वांटम इंटरनेट क्यों बनाया जा रहा है, और कौन पहले से इस तरह की परियोजनाओं को लागू कर रहा है 👨🏻‍💼 😨 ✴️

यह माना जाता है कि उपग्रह क्वांटम नेटवर्क वैश्विक क्रिप्टोग्राफिक कुंजी वितरण प्रणालियों को तैनात करने का सबसे कुशल तरीका है। हम बताते हैं कि पहले से ही इस दिशा में कौन काम कर रहा है, और इस दृष्टिकोण की संभावित समस्याओं के बारे में बात करते हैं।

/ अनप्लैश / नासा

क्वांटम नेटवर्क क्या हैं?

क्वांटम नेटवर्क एक डेटा ट्रांसमिशन सिस्टम है जिसका संचालन क्वांटम यांत्रिकी के नियमों का पालन करता है। सूचनाओं का आदान-प्रदान क्वैट्स का उपयोग करके होता है - ध्रुवीकृत फोटॉनों को एक ऑप्टिकल संचार चैनल के माध्यम से प्रेषित किया जाता है। प्रौद्योगिकी क्रिप्टोग्राफिक कुंजी वितरण प्रणालियों का एक महत्वपूर्ण घटक है । ऐसी प्रणाली में, प्रेषक और रिसीवर के पास एक खुला ऑप्टिकल संचार चैनल होता है और एक दूसरे को पैकेट एन्क्रिप्ट करने के लिए एक कुंजी देता है।

कनेक्शन सुरक्षा भौतिकी के मूलभूत कानूनों द्वारा प्रदान की जाती है। फोटॉन बहुत "नाजुक" होते हैं और पढ़े जाने पर नष्ट हो जाते हैं। इस कारण से, क्वांटम नेटवर्कों पर "ईगलड्रॉप" करना लगभग असंभव है - एमआईटीएम हमले का प्रयास प्राप्तकर्ता को तुरंत स्पष्ट होता है।

और यहाँ जगह है

कई इंजीनियरों को विश्वास है कि उपग्रह क्रिप्टम नेटवर्क वैश्विक क्रिप्टोग्राफिक कुंजी वितरण प्रणाली के निर्माण के लिए सबसे सुविधाजनक और आर्थिक रूप से व्यवहार्य तरीका है। लेकिन पहले, चलो एक और होनहार तकनीक के बारे में बात करते हैं - क्वांटम रिपीटर्स।

हस्तक्षेप के कारण फोटॉनों को माध्यम द्वारा अवशोषित किया जाता है, इसलिए लंबी दूरी (लगभग 100 किमी) पर उन्हें प्रसारित करना मुश्किल है। क्वांटम रिपीटर्स का कार्य ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से कणों के हस्तांतरण में होने वाले नुकसान को रोकना है। आज, इस तरह की प्रणाली डच इंजीनियरों द्वारा विकसित की जाती है । वे हेग और डेल्फ़्ट शहर के बीच 10 किमी का परीक्षण नेटवर्क बना रहे हैं। इसके अलावा इस क्षेत्र में जापानी भौतिक विज्ञानी हैं।

लेकिन क्वांटम रिपीटर्स में कई नुकसान हैं। वे आपको केवल दो बिंदुओं को जोड़ने की अनुमति देते हैं जिनके बीच फाइबर-ऑप्टिक केबल फैला हुआ है। डेटा को एक श्रृंखला में स्थानांतरित करके, रिपीटर्स उन्हें डिकोड करते हैं, और फिर उन्हें फिर से एनकोड करते हैं - इस दृष्टिकोण से समझौता नोड की स्थिति में लीक हो सकता है। इस तरह के उपकरणों के निर्माण के लिए महंगे मैग्नेट और दुर्लभ खनिजों की भी आवश्यकता होती है । इसी समय, क्वांटम रिपीटर्स विकास के प्रारंभिक चरण में हैं और बड़े पैमाने पर उनके व्यावहारिक अनुप्रयोग की कोई बात नहीं है।

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/ अनस्प्लैश / शहादत रहमान

इसलिए, कुछ इंजीनियर क्वांटम नेटवर्क और क्रिप्टोग्राफिक कुंजी वितरण प्रणालियों के निर्माण के लिए वैकल्पिक तरीकों पर काम कर रहे हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान और चीन के विश्वविद्यालयों के भौतिकविदों के एक समूह ने माना कि सबसे प्रभावी तरीका उपग्रहों के एक समूह को कक्षा में स्कैन करना होगा जो लेज़रों के माध्यम से फोटॉन को जमीन पर पहुंचाते हैं। अपने वैज्ञानिक कार्य में, इंजीनियर गणना और सिमुलेशन परिणाम देते हैं, जिससे पता चला कि सबसे अच्छा विकल्प 3 हजार किलोमीटर ( पृष्ठ 10 ) कीऊंचाई पर 400 उपग्रहों को तैनात करना है।

यह दृष्टिकोण आपको 7.5 हजार किलोमीटर तक चाबियाँ भेजने की अनुमति देगा - उदाहरण के लिए, लंदन से मुंबई तक। क्वांटम रिपीटर्स के लिए, ऐसे संकेतक अभी तक उपलब्ध नहीं हैं - उन्हें सेट करने की आवश्यकता हैएक दूसरे से 200 किमी की दूरी पर ।

जो पहले से ही अंतरिक्ष परियोजनाओं को लागू कर रहा है

2016 में, चीनी इंजीनियरों ने एक क्वांटम संचार उपग्रह लॉन्च किया । एक साल बाद, उन्होंने 1200 किमी से अधिक की दूरी के लिए qubit को स्थानांतरित करने में कामयाब रहे । डिवाइस को 500 किमी की कक्षा में लटका दिया गया और एक लेजर का उपयोग कर फोटॉनों को तिब्बत के एक रिसीविंग स्टेशन तक पहुंचा दिया गया। 2018 में, प्रौद्योगिकी पहले से ही अभ्यास में परीक्षण किया जा चुका है। चीनी वैज्ञानिकों ने एक सुरक्षित चैनल पर ऑस्ट्रियाई अकादमी ऑफ साइंसेज के सहयोगियों के साथ 75 मिनट का वीडियो सम्मेलन आयोजित किया ।

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जर्मनी में अनसप्लेश / केविन क़ज़ाडा भौतिकविद् भी अंतरिक्ष क्वांटम परियोजनाओं में शामिल हैं। 2017 में वापस, उन्होंने स्थापित किया"उलझे हुए" फोटॉनों के प्रसारण और टेलीपोर्टेशन के लिए, आप पारंपरिक संचार उपग्रहों का उपयोग कर सकते हैं। लगभग उसी समय, मैक्स प्लैंक सोसायटी फॉर साइंटिफिक रिसर्च के विशेषज्ञों ने क्वांटम क्रिप्टोग्राफी के लिए एक उपग्रह के विकास की पहल की । सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए एक विशेष ऑन-बोर्ड कंप्यूटर डिजाइन करने की योजना है।

जो विरोध करता है

बड़ी संख्या में विशिष्ट क्वांटम उपग्रह अतिरिक्त असुविधा पैदा कर सकते हैं। यह माना जाता है कि स्पेसएक्स द्वारा लॉन्च किया गया पहला स्टारलिंक उपग्रह पृथ्वी के अवलोकन में पहले से ही हस्तक्षेप करता है। यह पृथ्वी की कक्षा में मलबे के एक संभावित अतिरेक को भी संदर्भित करता है। यूएस फेडरल ट्रेड कमीशन (FTC) ने कई दस्तावेजों के विकास का प्रस्ताव दिया, जो इस समस्या को हल करने की अनुमति देगा, लेकिन सबसे अधिक संभावना है कि इस मुद्दे को केवल कागज मानकों द्वारा हल नहीं किया जा सकता है। हमें अंतरिक्ष में मलबे और उपग्रहों को ट्रैक करने के लिए कक्षा और उपकरणों को साफ करने के लिए नई प्रणालियों की आवश्यकता है।

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