भूमिका
क्वांटम संचार डेटा स्थानांतरण की एक अत्याधुनिक तकनीक है, जो 'क्वांटम यांत्रिकी' (जैसे क्वांटम उलझाव या Entanglement) के मूलभूत सिद्धांतों पर आधारित है। भारत ने इसे रणनीतिक प्राथमिकता देते हुए 6,003.65 करोड़ रुपये के कुल परिव्यय के साथ 'राष्ट्रीय क्वांटम मिशन' (NQM) (2023-2031) की शुरुआत की है, जिसके तहत उन्नत अनुसंधान और नवाचार को बढ़ावा देने के लिए चार थीमैटिक हब्स (T-Hubs) स्थापित किए गए हैं।
सुरक्षित संचार में QKD और क्वांटम संचार की भूमिका
क्वांटम की डिस्ट्रीब्यूशन (QKD) के अंतर्गत फोटॉन (प्रकाश कणों) के माध्यम से गुप्त क्रिप्टोग्राफिक कुंजियों को साझा किया जाता है, जो निम्नलिखित सिद्धांतों द्वारा सुरक्षा सुनिश्चित करता है:
- अल्ट्रा-सिक्योरिटी (हाइजेनबर्ग का अनिश्चितता सिद्धांत): यदि कोई अनधिकृत पक्ष बीच में डेटा (फोटॉन) को इंटरसेप्ट या मापने का प्रयास करता है, तो उसकी क्वांटम अवस्था बदल जाती है, जिससे छेड़छाड़ का तुरंत पता चल जाता है और संचार रोक दिया जाता है।
- नो-क्लोनिंग थ्योरम (No-Cloning Theorem): क्वांटम भौतिकी के नियमानुसार किसी अज्ञात क्वांटम अवस्था की सटीक प्रतिलिपि (Copy) नहीं बनाई जा सकती, जिससे डेटा की चोरी असंभव हो जाती है।
- क्वांटम उलझाव (Quantum Entanglement): यह दो या दो से अधिक कणों के बीच तात्कालिक जुड़ाव सुनिश्चित करता है, जिससे सूचना का आदान-प्रदान अत्यधिक सुरक्षित बन जाता है।
- पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी (PQC): यह भविष्य के शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटरों द्वारा पारंपरिक गणितीय एन्क्रिप्शन को तोड़े जाने के जोखिम से अभेद्य सुरक्षा प्रदान करता है।
भारत में इसके व्यापक उपयोग की संभावनाएं
- रक्षा एवं राष्ट्रीय सुरक्षा: सीमावर्ती क्षेत्रों में सुरक्षित सैन्य संचार ग्रिड स्थापित करने में। डीआरडीओ (DRDO) और आईआईटी दिल्ली ने प्रयागराज तथा विंध्याचल के बीच 100 किमी की दूरी पर 'फ्री-स्पेस' और कमर्शियल-ग्रेड ऑप्टिकल फाइबर QKD का सफल परीक्षण किया है।
- अंतरिक्ष एवं उपग्रह संचार: भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन (ISRO) 'उपग्रह-आधारित QKD' (Satellite-Based QKD) पर कार्य कर रहा है, जो स्थलीय फाइबर केबल्स की भौगोलिक सीमाओं को पार कर पूरे देश में सुरक्षित क्वांटम इंटरनेट का आधार तैयार करेगा।
- वित्तीय प्रणाली और ई-गवर्नेंस: भारतीय रिजर्व बैंक (RBI), शेयर बाजारों (BSE/NSE), आधार प्रणाली और आयुष्मान भारत डिजिटल मिशन (ABDM) जैसे क्रिटिकल डिजिटल इन्फ्रास्ट्रक्चर को साइबर हमलों से सुरक्षित करने में यह अत्यंत उपयोगी है।
क्रियान्वयन की चुनौतियाँ एवं तकनीकी सीमाएँ
- सिग्नल क्षय (Attenuation): लंबी दूरी के ऑप्टिकल फाइबर में फोटॉन के क्षय की समस्या होती है, जिसके समाधान के लिए विश्वसनीय 'क्वांटम रिपीटर्स' (Quantum Repeaters) के विकास की आवश्यकता है जो अभी प्रारंभिक चरण में हैं।
- उच्च अवसंरचनात्मक लागत: सिंगल-फोटॉन डिटेक्टर्स और क्रायोजेनिक कूलिंग सिस्टम जैसे आवश्यक हार्डवेयर अत्यंत महंगे हैं।
- वातावरणीय प्रभाव: फ्री-स्पेस QKD में कोहरे, धूल और बारिश जैसी प्रतिकूल मौसमी परिस्थितियों के कारण संचार सिग्नल बाधित हो सकता है।
निष्कर्ष
क्वांटम संचार डिजिटल युग में भारत की सामरिक स्वायत्तता और साइबर संप्रभुता सुनिश्चित करने का एक महत्वपूर्ण उपकरण है। राष्ट्रीय क्वांटम मिशन के माध्यम से स्वदेशी हार्डवेयर निर्माण, निजी क्षेत्र व स्टार्ट-अप्स की भागीदारी बढ़ाने और क्वांटम रिपीटर्स जैसी तकनीकी सीमाओं को दूर करने से भारत वैश्विक क्वांटम क्रांति में अग्रणी भूमिका निभा सकता है।