क्वांटम की डिस्ट्रीब्यूशन के पीछे के विज्ञान की खोज

आज की दुनिया में व्यवसायों, सरकारों और व्यक्तियों के लिए सुरक्षित संचार आवश्यक है। संचार को सुरक्षित करने के लिए सदियों से क्रिप्टोग्राफी का उपयोग किया जाता रहा है। हालाँकि, क्वांटम कंप्यूटिंग के उदय के साथ, पारंपरिक क्रिप्टोग्राफी विधियाँ अब पर्याप्त नहीं हो सकती हैं। क्वांटम कुंजी वितरण (QKD) एक सुरक्षित संचार तकनीक है जो क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए करती है कि एन्क्रिप्शन के लिए उपयोग की जाने वाली कुंजी सुरक्षित है। इस लेख में, हम क्यूकेडी की मूल बातें, यह कैसे काम करता है, और इसके अनुप्रयोगों का पता लगाएगा।

क्वांटम की डिस्ट्रीब्यूशन (QKD) क्या है?

क्वांटम कुंजी वितरण एक सुरक्षित संचार प्रोटोकॉल है जो एन्क्रिप्शन के लिए कुंजी उत्पन्न और वितरित करने के लिए क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों का उपयोग करता है। QKD के पीछे मूल विचार यह है कि दो पार्टियां (एलिस और बॉब) एक क्वांटम चैनल का उपयोग उन चाबियों का आदान-प्रदान करने के लिए कर सकती हैं जिन्हें बिना पता लगाए या छिपकर सुनना असंभव है।

QKD में प्रयुक्त क्वांटम चैनल कोई भी भौतिक माध्यम हो सकता है जो क्वांटम राज्यों के प्रसारण की अनुमति देता है। उपयोग किया जाने वाला सबसे आम माध्यम ऑप्टिकल फाइबर है, लेकिन QKD को फ्री-स्पेस ऑप्टिकल लिंक, सैटेलाइट लिंक और क्वांटम संचार का समर्थन करने वाले अन्य भौतिक चैनलों का उपयोग करके भी लागू किया जा सकता है।

QKD कैसे काम करता है?

QKD प्रोटोकॉल में कई चरण शामिल हैं, जिनमें प्रमुख निर्माण, कुंजी वितरण और कुंजी सत्यापन शामिल हैं।

कुंजी पीढ़ी

QKD में पहला कदम ऐलिस और बॉब के बीच एक साझा गुप्त कुंजी का निर्माण है। इस कुंजी का उपयोग उनके बीच भेजे गए संदेशों को एन्क्रिप्ट और डिक्रिप्ट करने के लिए किया जाता है। क्यूकेडी में, क्वांटम यादृच्छिक संख्या जनरेटर नामक डिवाइस का उपयोग करके फोटोन (प्रकाश के कण) पर क्वांटम राज्यों को एन्कोडिंग करके कुंजी उत्पन्न होती है। यादृच्छिक संख्या जनरेटर फोटॉनों की एक धारा बनाता है, जिनमें से प्रत्येक दो संभावित अवस्थाओं (0 और 1) के सुपरपोजिशन में है। फोटॉनों की धारा को एक ध्रुवीकरण फ़िल्टर के माध्यम से भेजा जाता है जो यादृच्छिक रूप से 0 या 1 राज्य का चयन करता है। ऐलिस और बॉब प्रत्येक फोटॉनों का एक हिस्सा प्राप्त करते हैं और एक ध्रुवीकरण फिल्टर का उपयोग करके प्रत्येक फोटॉन के ध्रुवीकरण को मापते हैं। फोटॉनों के यादृच्छिक ध्रुवीकरण माप एक साझा गुप्त कुंजी बनाते हैं।

कुंजी वितरण

कुंजी उत्पन्न होने के बाद, इसे दोनों पक्षों को वितरित करने की आवश्यकता होती है। QKD में, यह उसी क्वांटम चैनल का उपयोग करके किया जाता है जिसका उपयोग कुंजी पीढ़ी के लिए किया जाता है। कुंजी को फोटॉन पर एन्कोड किया गया है और क्वांटम चैनल पर रिसीवर को प्रेषित किया गया है। फोटॉनों को रोकने या मापने का कोई भी प्रयास उनके राज्य को बदल देगा, और रिसीवर हस्तक्षेप का पता लगाएगा। इसका मतलब यह है कि छिपकर बातें सुनने के किसी भी प्रयास का पता लगाया जाएगा और कुंजी को छोड़ दिया जाएगा।

कुंजी सत्यापन

कुंजी वितरित किए जाने के बाद, ऐलिस और बॉब को यह सत्यापित करने की आवश्यकता है कि कुंजी सुरक्षित है और इसे इंटरसेप्ट नहीं किया गया है। यह सूचना सामंजस्य और गोपनीयता प्रवर्धन नामक एक प्रक्रिया का उपयोग करके किया जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान, ऐलिस और बॉब किसी भी विसंगतियों का पता लगाने के लिए प्राप्त कुंजी के सबसेट की तुलना करते हैं। यदि विसंगतियों का पता चलता है, तो वे कुंजी को छोड़ देते हैं और फिर से शुरू करते हैं। यदि कोई विसंगतियां नहीं हैं, तो वे कुंजी को और परिशोधित करने के लिए गोपनीयता प्रवर्धन एल्गोरिथम का उपयोग करते हैं और किसी भी संभावित छिपकर जानकारी को हटाते हैं।

QKD के अनुप्रयोग

क्वांटम कुंजी वितरण के सुरक्षित संचार में कई अनुप्रयोग हैं। इनमें से कुछ सबसे महत्वपूर्ण हैं:

1. सैन्य संचार: QKD का उपयोग सेना द्वारा अपने बलों के बीच संचार को सुरक्षित करने के लिए किया जाता है। यह उन स्थितियों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जहां संचार को बीच में रोका जा सकता है या जाम किया जा सकता है।
2. वित्तीय सेवाएँ: QKD का उपयोग वित्तीय संस्थानों द्वारा वित्तीय लेनदेन को सुरक्षित करने और डेटा चोरी को रोकने के लिए किया जाता है। यह आधुनिक युग में आवश्यक है, जहां अधिकांश वित्तीय लेनदेन ऑनलाइन किए जाते हैं।
3. चिकित्सा संचार: संवेदनशील रोगी डेटा, जैसे चिकित्सा रिकॉर्ड और परीक्षण के परिणाम के संचरण को सुरक्षित करने के लिए क्यूकेडी का उपयोग चिकित्सा संचार में किया जा सकता है।
4. सरकारी संचार: QKD का उपयोग सरकारी एजेंसियां अपने संचार को सुरक्षित रखने और छिपकर बातें सुनने से रोकने के लिए कर सकती हैं।

निष्कर्ष

क्वांटम कुंजी वितरण एक सुरक्षित संचार प्रोटोकॉल है जो एन्क्रिप्शन के लिए कुंजी उत्पन्न और वितरित करने के लिए क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों का उपयोग करता है। यह पारंपरिक क्रिप्टोग्राफी पद्धतियों की तुलना में कई लाभ प्रदान करता है, जिसमें सिद्ध सुरक्षा और प्रच्छन्न प्रयासों का पता लगाने की क्षमता शामिल है। यद्यपि QKD अभी भी विकास के अपने प्रारंभिक चरण में है, इसमें सैन्य, वित्त, स्वास्थ्य सेवा और सरकार सहित विभिन्न क्षेत्रों में सुरक्षित संचार में क्रांति लाने की क्षमता है। जैसे-जैसे क्वांटम कंप्यूटिंग आगे बढ़ती है, QKD क्वांटम दुनिया में संचार को सुरक्षित करने के लिए और भी महत्वपूर्ण हो जाएगा। सुरक्षित संचार की बढ़ती आवश्यकता के साथ, QKD एक आवश्यक तकनीक है जो सूचना सुरक्षा के भविष्य में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगी।

स्त्रोत

1. Scarani, V., Bechmann-Pasquinucci, H., Cerf, N. J., Dušek, M., Lütkenhaus, N., & Peev, M. (2009). The security of practical quantum key distribution. Reviews of Modern Physics, 81(3), 1301-1350.
2. Lo, H. K., & Preskill, J. (2012). Security of quantum key distribution using weak coherent states with non-random phases. Quantum Information & Computation, 12(9-10), 901-946.
3. Gisin, N., Ribordy, G., Tittel, W., & Zbinden, H. (2002). Quantum cryptography. Reviews of Modern Physics, 74(1), 145-195.
4. Wang, X. B. (2019). Quantum key distribution. Nature Photonics, 13(11), 781-792.
5. Diamanti, E., Lo, H. K., & Qi, B. (2016). Practical challenges in quantum key distribution. npj Quantum Information, 2(1), 16025.
6. National Institute of Standards and Technology. (2017). Post-Quantum Cryptography. Retrieved from https://www.nist.gov/programs-projects/post-quantum-cryptography.

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