ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ തത്വവും പുരോഗതിയും

ക്വാണ്ടം വിവര സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ കേന്ദ്ര ഭാഗമാണ് ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയം. കേവല രഹസ്യം, വലിയ ആശയവിനിമയ ശേഷി, വേഗത്തിലുള്ള പ്രക്ഷേപണ വേഗത മുതലായവ ഇതിന് ഗുണങ്ങളുണ്ട്. ക്ലാസിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ നേടാൻ കഴിയാത്ത പ്രത്യേക ജോലികൾ പൂർത്തിയാക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും. ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയത്തിന് സ്വകാര്യ കീ സിസ്റ്റം ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും, അത് സുരക്ഷിതമായ ആശയവിനിമയത്തിൻ്റെ യഥാർത്ഥ അർത്ഥം തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയില്ല, അതിനാൽ ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയം ലോകത്തിലെ ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ മുൻനിരയായി മാറിയിരിക്കുന്നു. ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയം വിവരങ്ങളുടെ ഫലപ്രദമായ കൈമാറ്റം സാക്ഷാത്കരിക്കുന്നതിന് ക്വാണ്ടം അവസ്ഥയെ ഒരു വിവര ഘടകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ടെലിഫോണിനും ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷനും ശേഷം ആശയവിനിമയ ചരിത്രത്തിലെ മറ്റൊരു വിപ്ലവമാണിത്.

ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയത്തിൻ്റെ പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ:

ക്വാണ്ടം രഹസ്യ കീ വിതരണം:

രഹസ്യാത്മക ഉള്ളടക്കം കൈമാറാൻ ക്വാണ്ടം രഹസ്യ കീ വിതരണം ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല. എന്നിരുന്നാലും, സൈഫർ പുസ്തകം സ്ഥാപിക്കുകയും ആശയവിനിമയം നടത്തുകയും ചെയ്യുക, അതായത്, വ്യക്തിഗത ആശയവിനിമയത്തിൻ്റെ ഇരുവശങ്ങളിലേക്കും സ്വകാര്യ കീ നിയോഗിക്കുക, സാധാരണയായി ക്വാണ്ടം ക്രിപ്റ്റോഗ്രഫി കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ എന്നറിയപ്പെടുന്നു.
1984-ൽ, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ ബെന്നറ്റും കാനഡയിലെ ബ്രസാർട്ടും ചേർന്ന് BB84 പ്രോട്ടോക്കോൾ നിർദ്ദേശിച്ചു, ഇത് രഹസ്യ കീകളുടെ ഉൽപാദനവും സുരക്ഷിത വിതരണവും തിരിച്ചറിയാൻ പ്രകാശത്തിൻ്റെ ധ്രുവീകരണ സവിശേഷതകൾ ഉപയോഗിച്ച് ക്വാണ്ടം അവസ്ഥകളെ എൻകോഡ് ചെയ്യുന്നതിനായി ക്വാണ്ടം ബിറ്റുകൾ വിവര വാഹകരായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. 1992-ൽ, ലളിതമായ ഒഴുക്കും പകുതി കാര്യക്ഷമതയും ഉള്ള രണ്ട് നോർതോഗണൽ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ബെന്നറ്റ് ഒരു B92 പ്രോട്ടോക്കോൾ നിർദ്ദേശിച്ചു. ഈ രണ്ട് സ്കീമുകളും ഒന്നോ അതിലധികമോ സെറ്റ് ഓർത്തോഗണൽ, നോർതോഗണൽ സിംഗിൾ ക്വാണ്ടം സ്റ്റേറ്റുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. ഒടുവിൽ, 1991-ൽ, യുകെയിലെ എകെർട്ട്, EPR ജോഡി എന്ന രണ്ട്-കണിക മാക്സിമം എൻടാൻഗിൾമെൻ്റ് അവസ്ഥയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി E91 നിർദ്ദേശിച്ചു.
1998-ൽ, മറ്റൊരു ആറ്-സംസ്ഥാന ക്വാണ്ടം കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ സ്കീം നാല് ധ്രുവീകരണ അവസ്ഥകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന മൂന്ന് സംയോജിത അടിത്തറകളിൽ ധ്രുവീകരണ തിരഞ്ഞെടുപ്പിനായി നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടു, കൂടാതെ BB84 പ്രോട്ടോക്കോളിൽ ഇടത്തും ശരിയായ ഭ്രമണവും. BB84 പ്രോട്ടോക്കോൾ ഒരു സുരക്ഷിത നിർണായക വിതരണ രീതിയാണെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, അത് ഇതുവരെ ആരും ലംഘിച്ചിട്ടില്ല. ക്വാണ്ടം അനിശ്ചിതത്വത്തിൻ്റെയും ക്വാണ്ടം നോൺ-ക്ലോണിംഗിൻ്റെയും തത്വം അതിൻ്റെ സമ്പൂർണ്ണ സുരക്ഷ ഉറപ്പാക്കുന്നു. അതിനാൽ, EPR പ്രോട്ടോക്കോളിന് അത്യാവശ്യമായ സൈദ്ധാന്തിക മൂല്യമുണ്ട്. ഇത് കുടുങ്ങിയ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥയെ സുരക്ഷിതമായ ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയവുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുകയും സുരക്ഷിതമായ ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയത്തിന് ഒരു പുതിയ വഴി തുറക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ക്വാണ്ടം ടെലിപോർട്ടേഷൻ:

ബെന്നറ്റും ആറ് രാജ്യങ്ങളിലെ മറ്റ് ശാസ്ത്രജ്ഞരും 1993-ൽ നിർദ്ദേശിച്ച ക്വാണ്ടം ടെലിപോർട്ടേഷൻ സിദ്ധാന്തം ഒരു ശുദ്ധമായ ക്വാണ്ടം ട്രാൻസ്മിഷൻ മോഡാണ്, അത് അജ്ഞാതമായ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥ സംപ്രേഷണം ചെയ്യുന്നതിന് രണ്ട്-കണിക പരമാവധി എൻടാങ്ക്ഡ് സ്റ്റേറ്റിൻ്റെ ചാനൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ടെലിപോർട്ടേഷൻ്റെ വിജയ നിരക്ക് 100% വരെ എത്തും. 2].
199-ൽ, എ. ഓസ്ട്രിയയിലെ സീലിംഗർ ഗ്രൂപ്പ് ക്വാണ്ടം ടെലിപോർട്ടേഷൻ തത്വത്തിൻ്റെ ആദ്യ പരീക്ഷണാത്മക പരിശോധന ലബോറട്ടറിയിൽ പൂർത്തിയാക്കി. പല സിനിമകളിലും, അത്തരമൊരു ഇതിവൃത്തം പലപ്പോഴും പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു: ഒരു നിഗൂഢ രൂപം പെട്ടെന്ന് ഒരിടത്ത് അപ്രത്യക്ഷമാകുന്നു, പെട്ടെന്ന് സ്ഥലത്ത് തോന്നുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ക്വാണ്ടം ടെലിപോർട്ടേഷൻ ക്വാണ്ടം നോൺ-ക്ലോണിംഗ് തത്വത്തെയും ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിലെ ഹൈസൻബർഗിൻ്റെ അനിശ്ചിതത്വത്തെയും ലംഘിക്കുന്നതിനാൽ, ഇത് ക്ലാസിക്കൽ ആശയവിനിമയത്തിലെ ഒരുതരം ശാസ്ത്ര ഫിക്ഷൻ മാത്രമാണ്.
എന്നിരുന്നാലും, ക്വാണ്ടം എൻടാൻഗിൾമെൻ്റ് എന്ന അസാധാരണമായ ആശയം ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയത്തിൽ അവതരിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ഒറിജിനലിൻ്റെ അജ്ഞാതമായ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥയെ രണ്ട് ഭാഗങ്ങളായി വിഭജിക്കുന്നു: ക്വാണ്ടം വിവരങ്ങളും ക്ലാസിക്കൽ വിവരങ്ങളും, ഈ അവിശ്വസനീയമായ അത്ഭുതം സംഭവിക്കുന്നു. അളവെടുക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ എക്‌സ്‌ട്രാക്‌റ്റുചെയ്യാത്ത വിവരങ്ങളാണ് ക്വാണ്ടം വിവരങ്ങൾ, കൂടാതെ ക്ലാസിക്കൽ വിവരങ്ങൾ യഥാർത്ഥ അളവാണ്.

ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയത്തിലെ പുരോഗതി:

1994 മുതൽ, ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയം ക്രമേണ പരീക്ഷണ ഘട്ടത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുകയും മികച്ച വികസന മൂല്യവും സാമ്പത്തിക നേട്ടവുമുള്ള പ്രായോഗിക ലക്ഷ്യത്തിലേക്ക് മുന്നേറുകയും ചെയ്തു. 1997-ൽ ചൈനയിലെ യുവ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ പാൻ ജിയാൻവെയും ഡച്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ബോ മെയ്സ്റ്ററും അജ്ഞാതമായ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥകളുടെ വിദൂര സംപ്രേക്ഷണം പരീക്ഷിക്കുകയും മനസ്സിലാക്കുകയും ചെയ്തു.
2004 ഏപ്രിലിൽ, സോറൻസൻ et al. ലബോറട്ടറിയിൽ നിന്ന് ആപ്ലിക്കേഷൻ ഘട്ടത്തിലേക്ക് ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയം അടയാളപ്പെടുത്തി, ക്വാണ്ടം എൻടാംഗിൾമെൻ്റ് ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ ഉപയോഗിച്ച് ആദ്യമായി ബാങ്കുകൾക്കിടയിൽ 1.45 കിലോമീറ്റർ ഡാറ്റാ ട്രാൻസ്മിഷൻ തിരിച്ചറിഞ്ഞു. നിലവിൽ, ക്വാണ്ടം കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ സർക്കാരുകൾ, വ്യവസായം, അക്കാദമിക് എന്നിവയിൽ നിന്ന് കാര്യമായ ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചു. ബ്രിട്ടീഷ് ടെലിഫോൺ ആൻഡ് ടെലിഗ്രാഫ് കമ്പനി, ബെൽ, ഐബിഎം, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ at & T ലബോറട്ടറികൾ, ജപ്പാനിലെ തോഷിബ കമ്പനി, ജർമ്മനിയിലെ സീമെൻസ് കമ്പനി തുടങ്ങിയ ക്വാണ്ടം വിവരങ്ങളുടെ വാണിജ്യവൽക്കരണം ചില പ്രശസ്ത അന്താരാഷ്ട്ര കമ്പനികളും സജീവമായി വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. 2008, യൂറോപ്യൻ യൂണിയൻ്റെ "ക്വാണ്ടം ക്രിപ്‌റ്റോഗ്രഫി അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആഗോള സുരക്ഷിത ആശയവിനിമയ ശൃംഖല വികസന പദ്ധതി" 7-നോഡ് സുരക്ഷിത ആശയവിനിമയ ഡെമോൺസ്‌ട്രേഷനും സ്ഥിരീകരണ ശൃംഖലയും സ്ഥാപിച്ചു.
2010-ൽ, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ ടൈം മാഗസിൻ ചൈനയുടെ 16 കിലോമീറ്റർ ക്വാണ്ടം ടെലിപോർട്ടേഷൻ പരീക്ഷണത്തിൻ്റെ വിജയത്തെക്കുറിച്ച് "സ്ഫോടനാത്മക വാർത്ത" എന്ന കോളത്തിൽ "ചൈനയുടെ ക്വാണ്ടം സയൻസിൻ്റെ കുതിപ്പ്" എന്ന തലക്കെട്ടിൽ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു. ഭൂമിയും ഉപഗ്രഹവും [3]. 2010-ൽ, ജപ്പാനിലെ നാഷണൽ ഇൻ്റലിജൻസ് ആൻഡ് കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ റിസർച്ച് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട്, മിത്സുബിഷി ഇലക്ട്രിക് ആൻഡ് എൻഇസി, സ്വിറ്റ്സർലൻഡ്, തോഷിബ യൂറോപ്പ് ലിമിറ്റഡ്, ഓസ്ട്രിയയിലെ എല്ലാ വിയന്ന എന്നിവയുടെ ഐഡിയും ടോക്കിയോയിൽ ആറ് നോഡുകൾ മെട്രോപൊളിറ്റൻ ക്വാണ്ടം കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ നെറ്റ്‌വർക്ക് "ടോക്കിയോ QKD നെറ്റ്‌വർക്ക്" സ്ഥാപിച്ചു. ജപ്പാനിലെയും യൂറോപ്പിലെയും ക്വാണ്ടം കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ ഏറ്റവും ഉയർന്ന തലത്തിലുള്ള വികസനമുള്ള ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങളുടെയും കമ്പനികളുടെയും ഏറ്റവും പുതിയ ഗവേഷണ ഫലങ്ങളിൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു.

ചൈനയിലെ "സിലിക്കൺ വാലിയിൽ" സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. - Beijing Zhongguancun, ആഭ്യന്തര, വിദേശ ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങൾ, ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങൾ, സർവ്വകലാശാലകൾ, എൻ്റർപ്രൈസ് സയൻ്റിഫിക് റിസർച്ച് ഉദ്യോഗസ്ഥർ എന്നിവരെ സേവിക്കുന്നതിനായി സമർപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു ഹൈടെക് സംരംഭമാണ്. ഞങ്ങളുടെ കമ്പനി പ്രധാനമായും സ്വതന്ത്ര ഗവേഷണവും വികസനവും, ഡിസൈൻ, നിർമ്മാണം, ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ വിൽപ്പന എന്നിവയിൽ ഏർപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ശാസ്ത്ര ഗവേഷകർക്കും വ്യാവസായിക എഞ്ചിനീയർമാർക്കും നൂതനമായ പരിഹാരങ്ങളും പ്രൊഫഷണൽ വ്യക്തിഗതമാക്കിയ സേവനങ്ങളും നൽകുന്നു. വർഷങ്ങളുടെ സ്വതന്ത്ര നവീകരണത്തിന് ശേഷം, ഇത് മുനിസിപ്പൽ, മിലിട്ടറി, ഗതാഗതം, വൈദ്യുത ശക്തി, ധനകാര്യം, വിദ്യാഭ്യാസം, മെഡിക്കൽ, മറ്റ് വ്യവസായങ്ങൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ സമ്പന്നവും മികച്ചതുമായ ഒരു ശ്രേണി രൂപീകരിച്ചു.

നിങ്ങളുമായുള്ള സഹകരണത്തിനായി ഞങ്ങൾ കാത്തിരിക്കുകയാണ്!