क्वांटम इंटरनेट - यह क्या है, यह कैसे काम करता है? लाभ। क्वांटम नेटवर्क

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

यूरोपीय और रूसी वैज्ञानिकों द्वारा किए गए हाल के अध्ययनों से पता चला है कि क्वांटम और शास्त्रीय जानकारी की गति एक ही फाइबर ऑप्टिक डेटा ट्रांसमिशन लाइनों की सीमाओं के भीतर सफलतापूर्वक सह-अस्तित्व में हो सकती है। यह भविष्य में सामान्य इंटरनेट से, प्राथमिक कणों के विरोधाभासों पर आधारित एक नेटवर्क, क्वांटम इंटरनेट नेटवर्क में क्रमिक संक्रमण के लिए संभव बनाता है।

शोध में तेजी लाएं

कंप्यूटर उद्योग में एक क्रांति चल रही है। पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय के भौतिकविदों ने कहा है कि पारंपरिक सिलिकॉन चिप्स चार साल में अपनी सीमा तक पहुंच जाएंगे। उन्हें और कम करना संभव नहीं होगा, इसलिए साधारण कंप्यूटरों को जीने में ज्यादा समय नहीं लगता है।

उन्हें मौलिक रूप से नई तकनीकों, क्वांटम कंप्यूटरों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाएगा। चिप्स के बजाय प्राथमिक कण होंगे। इसके लिए धन्यवाद, आकार को काफी कम करना और उत्पादकता में वृद्धि करना संभव है। अब तक, ये प्रोटोटाइप एक कमजोर कंप्यूटर से तेज नहीं हैं, लेकिन यह केवल समय की बात है। बदले में, सबसे शक्तिशाली क्षमता का उपयोग करके, इसे और अधिक तेज़ी से हल करना संभव होगामौलिक रूप से नए, क्वांटम इंटरनेट के कार्यान्वयन में समस्याएं और कठिनाइयाँ।

क्वांटम इंटरनेट के रहस्य

क्वांटम इंटरनेट कैसे काम करता है? यह क्या है और इसका सार क्या है? अंतर यह है कि यह क्वांटम यांत्रिकी के नियमों पर आधारित है। इसे वैज्ञानिकों द्वारा एक गर्म, नुकीले क्षेत्र के रूप में अपनाया गया है जिसका उपयोग उन घटनाओं का वर्णन करने के लिए किया जा सकता है जिन्हें पूरी तरह से समझा नहीं गया है। उनमें से एक फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव है।

मानवता की सेवा में क्वांटम भौतिकी के विरोधाभास

आज यह स्पष्ट है: हमारे निकट भविष्य में क्वांटम इंटरनेट जैसी घटना प्रवेश करेगी। यह हमें क्या ला सकता है या यह कैसा होगा? शायद यह एक और छलांग होगी, अतीत में अर्धचालक ट्रांजिस्टर की शुरूआत के समान।

इसका सिद्धांत अध्यारोपण और क्वांटम उलझाव के गुण पर आधारित है। इसका कोई निश्चित घुमाव नहीं होता है, और जब एक को मापते हैं, तो दूसरा विपरीत दिखाता है। अधिक संपूर्ण समझ के लिए, इसका अर्थ है कि जानकारी ले जाने वाला प्रत्येक प्राथमिक कण अदृश्य रूप से अपनी "उलझी हुई" जोड़ी से जुड़ा हुआ है। इसके अलावा, उनके बीच की दूरी कोई भूमिका नहीं निभाती है, सूचना तुरंत प्रसारित की जाती है।

इन विषम कानूनों का उपयोग करके, डेटा स्थानांतरण की गति और गोपनीयता में महान अवसर खुलते हैं। बिना देखे इस तरह से भेजी गई जानकारी को रोकना असंभव है: कोई भी पठन मूल जानकारी को ट्रेस या नष्ट कर देता है।

गति सोच से भी तेज है

डेटा ट्रांसफर गति के मापन पर नवीनतम डेटा के लिए, वे हमारी कल्पना को विस्मित करते हैं। यह प्रकाश की गति से दस. अधिक हैहजार बार। लेकिन, सबसे अधिक संभावना है, भविष्य में वैज्ञानिक पाएंगे कि सिग्नल ट्रांसमिशन की गति पहले से निर्धारित की तुलना में बहुत अधिक है, ऐसा क्वांटम इंटरनेट है। इसका क्या मतलब है? यह हमें क्या दे सकता है? शायद अंतरिक्ष में पहले की अकल्पनीय दूरियों और नई खोजों के लिए संकेतों का संचरण।

फोटॉन में नई तकनीक

फोटॉन को सूचना वाहक में बदलने की तकनीक में, रूसी वैज्ञानिकों ने कृत्रिम रूप से विकसित क्रिस्टल, अर्थात् हीरे का उपयोग पाया है।

यह पता चला है कि जब प्रकाश क्रिस्टल से होकर गुजरता है, तो वह एक तरल का गुण प्राप्त कर लेता है और बूंदों, भंवरों, तरंगों का निर्माण करने लगता है। इसे किसी भी चैनल के माध्यम से निर्देशित किया जा सकता है। सामान्य तौर पर, यह एक तरल की तरह व्यवहार करता है। इसे मिलाकर यह बहुत धीमी गति से फैल सकता है या रुक भी सकता है।

यह एक तरफ बहुत दिलचस्प है और बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह आपको प्रकाश में हेरफेर करने और क्वांटम इंटरनेट नेटवर्क जैसी घटना प्राप्त करने सहित कुछ भी करने की अनुमति देता है। यह इसे सूचना हस्तांतरण एजेंट के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है। अब इसका मुख्य वाहक एक विद्युत आवेश है। लेकिन यह एक अपूर्ण वस्तु है। इसलिए, विद्युत आवेश के किसी भी गति या त्वरण से ऊर्जा की हानि होती है जो पर्यावरण में चली जाती है और प्रोसेसर और माइक्रोक्रिकिट तत्वों को गर्म कर देती है।

इंटरनेट खुद ही मानवता को पैदा होने वाली ऊर्जा का 5% से अधिक खर्च करता है। इसलिए, फोटॉन के साथ एक इलेक्ट्रॉन के प्रतिस्थापन से आदर्श रूप से ऊर्जा की एक विशाल मात्रा के नुकसान में कमी आएगी। तदनुसार, इंटरनेट की लागत हीगिर जाएगा।

रूस में क्वांटम इंटरनेट

रूस में क्वांटम इंटरनेट पर किए गए कार्य अद्वितीय हैं। कम धन और सभी प्रकार की बाधाओं के बावजूद, वैज्ञानिकों ने पर्याप्त प्रयोग किए हैं और इस क्षेत्र में एक अग्रणी स्थान हासिल किया है।

परिणामस्वरूप, हम एक अद्वितीय, उच्च स्तरीय संस्थान बनाने में कामयाब रहे। यह प्रायोगिक और सैद्धांतिक समूहों के साथ-साथ अनुप्रयुक्त अनुसंधान को जोड़ती है। इस संस्थान को आंशिक रूप से गज़प्रॉमबैंक द्वारा वित्तपोषित किया जाता है, आंशिक रूप से राज्य द्वारा विभिन्न रूपों में। किसी भी मामले में, यह वह उदाहरण है जिसका रूसी विज्ञान को बिना रुके अनुसरण करना चाहिए।

नए क्षेत्रों पर विजय प्राप्त करना

क्वांटम इंटरनेट के विकास के वर्तमान चरण में, केवल क्वांटम क्रिप्टोग्राफी का उपयोग करने वाली डेटा सुरक्षा तकनीकों का नाम लिया जा सकता है। ऐसे नेटवर्क आज काफी सरल पॉइंट-टू-पॉइंट कनेक्शन हैं। वैज्ञानिकों का लक्ष्य सहयोगी समाधान बनाना है जो विभिन्न चैनलों और एन्क्रिप्शन विधियों को मिलाते हैं।

यदि आप इस विचार के कार्यान्वयन का पालन करते हैं, तो रूसी शोधकर्ताओं के परिणाम अधिक महत्वपूर्ण होंगे। एक उदाहरण कुरचटोव संस्थान में विकसित किया जा रहा सिंगल-फोटॉन एमिटर डिटेक्टर है।

क्वांटम इंटरनेट जैसी खोज के अस्तित्व के लिए, वैज्ञानिकों को आज मौजूद क्वांटम डेटा ट्रांसमिशन और दूरसंचार नेटवर्क के लिए विशेष उपकरणों के संयोजन की कठिनाइयों को हल करने की आवश्यकता है।

मुख्य मुद्दे स्विचिंग और सिग्नल एम्पलीफिकेशन के समाधान में निहित हैं। यदि आप एक मानक ऑप्टिकल फाइबर पर क्वांटम-आधारित जानकारी भेजते हैं, तो यह पुनर्योजी से नहीं गुजरेगा। इसलिए, एक उपाय यह है कि सिग्नल को विद्युत में बदल दिया जाए और फिर अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाए।

आज सीमा तीन सौ किलोमीटर है। यह वह दूरी है जिस पर ऑप्टिकल सिग्नल को पुन: उत्पन्न करना आवश्यक है। हमें क्वांटम स्विच प्रोटोटाइप की भी आवश्यकता है। समस्याग्रस्त कार्यों की कुल राशि केवल दस वर्षों के भीतर हल की जा सकती है। फिर भी, वैज्ञानिक हलकों में वे क्वांटम इंटरनेट की "काठी" की संभावना के बारे में तर्क देते हैं। यह क्या ला सकता है और यह कैसे मदद कर सकता है? आज कोई स्पष्ट उत्तर नहीं है, लेकिन ऐसी तकनीकों को आम नागरिक तक पहुँचाने और लाने के मुद्दे का समाधान निश्चित रूप से उसके जीवन और सुरक्षा की गुणवत्ता में सुधार करेगा।

एक नया युग आ रहा है

चीन ने उपग्रह का उपयोग करके 1200 किलोमीटर क्वांटम नेटवर्क ट्रांसमिशन बनाने के लिए आज एक महत्वाकांक्षी परियोजना निर्धारित की है।

इस समय अधिकतम सौ किलोमीटर की दूरी तय कर ली गई है। वैज्ञानिकों ने विकसित किया है कि मौसम संबंधी स्थितियों के प्रभाव से सिग्नल को कैसे बचाया जाए। हालांकि, यह सनसनी टेलीपोर्टेशन से नहीं जुड़ी है, जो हर साल बढ़ रही है, लेकिन क्वांटम क्रिप्टोग्राफी के साथ, दूसरे शब्दों में, एक नया डेटा एन्क्रिप्शन सिस्टम।

एक क्वांटम कोड को हैक नहीं किया जा सकता है, अधिक सटीक रूप से, जब इसे हैक किया जाता है, तो जानकारी गायब हो जाती है। साइबर युद्ध के युग में, इसका अर्थ अभेद्यता है। क्वांटम क्रिप्टोग्राफी लंबे समय से उन लोगों द्वारा उपयोग की जाती है जो गारंटी चाहते हैंसुरक्षा। कैसे, उदाहरण के लिए, कुछ साल पहले, स्विस बैंकों ने क्वांटम नेटवर्क के माध्यम से अपने ग्राहकों के बारे में डेटा का आदान-प्रदान करना शुरू किया। आज वे कई दसियों किलोमीटर की दूरी तक सीमित हैं। रूसी क्वांटम केंद्र उसी प्रणाली को पेश करने की तैयारी कर रहा है, साथ ही एक अंतरिक्ष उपग्रह के माध्यम से क्वांटम सिग्नल के प्रसारण में महारत हासिल करने के लिए।

परिचय और कार्यान्वयन

इस बीच, रूस में दो विश्वविद्यालय भवनों के बीच सेंट पीटर्सबर्ग में पहला क्वांटम इंटरनेट नेटवर्क लॉन्च किया गया था।

क्वांटम भौतिकी के नियमों का उपयोग करके सूचना प्रसारित की जाती है। सबसे चतुर निगम और सरकारें अब इस क्षेत्र में निवेश कर रही हैं। भविष्य की सूचना हस्तांतरण तकनीक को मौजूदा के आधार पर लागू किया जा रहा है। फाइबर ऑप्टिक केबल, परिचित कंप्यूटर, लेकिन एक नया राउटर और फोटॉन जनरेटर।

नए इंटरनेट का अस्तित्व एक लेज़र से शुरू होता है, जहां सिंगल फोटॉन का स्रोत स्थित होता है। सुरक्षित तरीके से सूचना प्रसारित करने के लिए उनके पास अच्छी संपत्ति है। एक एकल फोटॉन को विभाजित नहीं किया जा सकता है। चाबी इस तरह बनाई गई है कि पढ़ना संभव नहीं है। एक फोटॉन को सूचना वाहक में बदलने के लिए, सिस्टम अपनी स्थिति को बदलता है, आवेग तरंग दोलन का चरण। आज, क्वांटम प्रौद्योगिकी के विकास का स्तर तीस साल पहले की तरह मोबाइल संचार की तुलना में है, एक और पांच से दस साल बीत जाएंगे और फोटॉन क्वांटा हमें एक सुरक्षित सूचना इंटरनेट देने में सक्षम होगा।

कज़ान में क्वांटम इंटरनेट

तातारस्तान में एक क्वांटम इंटरनेट नेटवर्क लॉन्च किया गया है, इसकी प्रायोगिक साइट कज़ान में स्थित है। यह कार्यक्रमरूस में क्वांटम संचार के विकास में एक महत्वपूर्ण उपलब्धि है। वैज्ञानिकों के अनुसार, वह हैकर के हमलों से पूरी तरह सुरक्षित हैं।

आज, हमारे इंटरनेट नेटवर्क की सुरक्षा गणितीय एल्गोरिदम के एन्क्रिप्शन पर आधारित है, लेकिन यहां तक कि सबसे जटिल कोड को भी क्रैक किया जा सकता है। हैकर्स की कंप्यूटिंग क्षमता जितनी अधिक शक्तिशाली होती है, एन्क्रिप्शन एल्गोरिथम की गणना करना उतना ही आसान और तेज़ होता है।

लेख में वर्णित तकनीक एक नई नेटवर्क सुरक्षा संरचना बन जाएगी। कज़ान में क्वांटम इंटरनेट को एक दूसरे से 30-40 किलोमीटर की दूरी पर चार नोड्स में जोड़ा जाएगा। दो बिंदुओं के बीच चयन की लागत लगभग एक लाख डॉलर है। प्रायोगिक खंड में, नेटवर्क ने ढाई किलोमीटर की दूरी के साथ 117 kb / s की क्वांटम इंटरनेट गति दिखाई। यह परिणाम यूरोपीय परीक्षणों की तुलना में अधिक परिमाण का एक क्रम है। नेटवर्क में, ऑप्टिकल चैनल में क्वांटम बिट्स की संचरण हानि दर बीस डीबी थी। यह सौ किलोमीटर लंबी लाइन के बराबर है।

यह ध्यान देने योग्य है कि इस परियोजना में टैटेलकॉम इन्फ्रास्ट्रक्चर के दूरसंचार नेटवर्क की ऑपरेटिंग लाइन शामिल है।

शहरों को जोड़ेगा नेटवर्क

2017 में, नई तकनीक को पेश करने के लिए एक परियोजना शुरू करने की योजना है। तातारस्तान में क्वांटम इंटरनेट विभिन्न शहरों में कार्यालयों को जोड़ने की अनुमति देगा। यह कज़ान क्वांटम सेंटर KNITU-KAI और उसके नेता द्वारा निर्धारित मुख्य कार्यों में से एक है। उनकी सफलताओं को देखकर, बिना किसी संदेह के विश्वास होता है कि ऐसा ही होगा।