क्वांटम संचार

विकास की प्रक्रिया

1993 में, CHBennett ने क्वांटम संचार की अवधारणा को आगे रखा; उसी वर्ष, विभिन्न देशों के 6 वैज्ञानिकों ने क्लासिक और क्वांटम विधियों के संयोजन से क्वांटम टेलीपोर्टेशन का एहसास करने के लिए एक योजना का प्रस्ताव किया: एक कण के अज्ञात क्वांटम राज्य को दूसरे में स्थानांतरित करना। एक स्थान पर, एक अन्य कण क्वांटम राज्य के लिए तैयार किया जाता है, जबकि मूल कण जगह पर रहते हैं। मूल विचार मूल जानकारी को दो भागों में विभाजित करना है: शास्त्रीय जानकारी और क्वांटम जानकारी, जो क्रमशः रिसीवर को शास्त्रीय चैनल और क्वांटम चैनल के माध्यम से प्रेषित की जाती है। मूल पदार्थ पर किसी प्रकार का मापन करने वाले प्रेषक द्वारा शास्त्रीय जानकारी प्राप्त की जाती है, और क्वांटम जानकारी शेष जानकारी है जिसे प्रेषक ने माप के दौरान नहीं निकाला; रिसीवर इन दो प्रकार की सूचनाओं को पूरी तरह से पुन: प्रस्तुत करने के बाद मूल क्वांटम राज्य तैयार कर सकता है। इस प्रक्रिया में, मूल पदार्थ की केवल क्वांटम अवस्था का संचार होता है, मूल पदार्थ का नहीं। प्रेषक इस क्वांटम स्थिति के बारे में कुछ भी नहीं जान सकता है, जबकि रिसीवर अन्य कणों को मूल पदार्थ की क्वांटम स्थिति में रखता है। इस योजना में उलझे हुए राज्यों की गैर-स्थानीयता बेहद महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। क्वांटम टेलीपोर्टेशन न केवल लोगों को प्रकृति के रहस्यमय नियमों को समझने और प्रकट करने के लिए भौतिकी के क्षेत्र में महत्वपूर्ण है, बल्कि क्वांटम राज्य के प्रसारण के माध्यम से बड़ी क्षमता की जानकारी के प्रसारण को पूरा करने के लिए सूचना वाहक के रूप में क्वांटम राज्य का उपयोग कर सकते हैं, प्राप्त करना सिद्धांत रूप में अनिर्वचनीय क्वांटम गोपनीय संचार।

1997 में, ऑस्ट्रिया में पढ़ रहे एक युवा चीनी विद्वान, पैन जियानवेई ने पहली बार अज्ञात क्वांटम राज्यों के रिमोट ट्रांसमिशन का एहसास करने के लिए डच विद्वान बॉमीिस्टर और अन्य लोगों के साथ सहयोग किया। यह दुनिया में पहली बार है कि क्वांटम राज्य को पृथ्वी ए में फोटॉन से पृथ्वी बी में एक फोटॉन में सफलतापूर्वक स्थानांतरित किया गया है। क्वांटम जानकारी को व्यक्त किया जाता है, और सूचना वाहक के रूप में फोटॉन स्वयं प्रसारित नहीं होता है।

2012 में, चीनी वैज्ञानिक पान जियानवेई और अन्य लोगों ने दुनिया के पहले 100 किलोमीटर मुक्त अंतरिक्ष क्वांटम टेलीपोर्टेशन और उलझाव वितरण को सफलतापूर्वक प्राप्त किया, दुनिया के पहले जीजी उद्धरण को लॉन्च करने के लिए तकनीकी नींव रखी; क्वांटम संचार उपग्रह जीजी उद्धरण ;। अंतर्राष्ट्रीय आधिकारिक अकादमिक पत्रिका जीजी उद्धरण; प्रकृति जीजी उद्धरण; पत्रिका ने 9 अगस्त को इस उपलब्धि पर ध्यान केंद्रित किया। जीजी कोटे, एक उच्च-नुकसान वाले जमीन पर 100 किलोमीटर के सफल संचरण का मतलब है कि कम-नुकसान वाले स्थान में संचरण दूरी 1,000 किलोमीटर से अधिक तक पहुंच सकती है, जो मूल रूप से लंबी दूरी की सूचना प्रसारण की समस्या को हल करती है। क्वांटम संचार उपग्रहों का। जीजी उद्धरण; शोध दल के सदस्य पेंग चेंग्झी ने कहा कि क्वांटम संचार उपग्रहों की कोर प्रौद्योगिकी में सफलता भी दर्शाती है कि भविष्य में वैश्विक क्वांटम संचार नेटवर्क का निर्माण करना तकनीकी रूप से संभव है। 9 अगस्त को, अंतर्राष्ट्रीय आधिकारिक अकादमिक पत्रिका जीजी उद्धरण; प्रकृति जीजी उद्धरण; इस उपलब्धि पर ध्यान केंद्रित, अंतरराष्ट्रीय शैक्षणिक समुदाय में अपनी सामान्य मान्यता का प्रतिनिधित्व। जीजी उद्धरण; प्रकृति जीजी उद्धरण; पत्रिका ने कहा कि यह जीजी का उद्धरण है; लंबी दूरी की क्वांटम संचार जीजी कोटि का मील का पत्थर बनने का वादा; जीजी कोटे, एक वैश्विक क्वांटम नेटवर्क की ओर जीजी कोटे; quot; पत्रिका और अन्य विशेष रिपोर्ट

मौलिक सामग्री

तथाकथित क्वांटम संचार एक नए प्रकार की संचार विधि को संदर्भित करता है जो सूचना प्रसारित करने के लिए क्वांटम उलझाव प्रभाव का उपयोग करता है। यह पिछले दो दशकों में विकसित एक नया अंतःविषय विकास है और क्वांटम सिद्धांत और सूचना सिद्धांत को मिलाकर एक नया शोध क्षेत्र है।

ऑप्टिकल क्वांटम संचार मुख्य रूप से क्वांटम उलझा हुआ राज्यों के सिद्धांत पर आधारित है, जो सूचना हस्तांतरण प्राप्त करने के लिए क्वांटम टेलीपोर्टेशन (ट्रांसमिशन) का उपयोग करता है। प्रायोगिक सत्यापन के अनुसार, कोई फर्क नहीं पड़ता कि उलझे हुए राज्यों के साथ दो कण कितने दूर हैं, जब तक एक बदलता है, दूसरा भी तुरंत बदल जाएगा। ऑप्टिकल क्वांटम संचार का एहसास करने के लिए इस सुविधा का उपयोग करने की प्रक्रिया इस प्रकार है: उलझे हुए राज्यों के साथ कणों की एक जोड़ी पहले से निर्मित है। दो कणों को संचार के दो किनारों पर रखा जाता है, और अज्ञात क्वांटम राज्य और प्रेषक जीजी के कणों के साथ कणों को संयुक्त रूप से मापा जाता है (एक ऑपरेशन), और रिसीवर जीजी के कण तुरंत ढह जाते हैं (परिवर्तन) ), और पतन (परिवर्तन) एक निश्चित स्थिति में है। यह स्थिति प्रेषक जीजी के कणों के पतन (परिवर्तन) के बाद सममित है, और फिर संयुक्त माप की जानकारी क्लासिक चैनल के माध्यम से रिसीवर को प्रेषित की जाती है, और रिसीवर ढह कणों के अनुसार एकात्मक परिवर्तन को प्रदर्शन करता है प्राप्त जानकारी (उलटा परिवर्तन के बराबर), आप प्रेषक के रूप में एक ही अज्ञात क्वांटम राज्य प्राप्त कर सकते हैं।

ऑप्टिकल क्वांटम संचार की तुलना में, इसकी सुरक्षा और दक्षता के साथ क्लासिक संचार की तुलना नहीं की जा सकती है। सुरक्षा-क्वांटम संचार कभी भी जीजी को उद्धृत नहीं करेगा; लीक जीजी उद्धरण ;; क्वांटम एन्क्रिप्शन की कुंजी यादृच्छिक है। यहां तक ​​कि अगर यह एक चोरी व्यक्ति द्वारा बाधित है, तो सही कुंजी प्राप्त नहीं की जा सकती है, इसलिए जानकारी को दरार नहीं किया जा सकता है। एक जीजी के हाथ में उलझे हुए दो कण, कणों में से एक की क्वांटम स्थिति बदल जाती है, दूसरी तरफ की क्वांटम स्थिति तुरंत बदल जाएगी, और क्वांटम सिद्धांत के अनुसार, कोई भी मैक्रोस्कोपिक अवलोकन और हस्तक्षेप तुरंत बदल जाएगा क्वांटम राज्य, जिसके कारण यह ढह गया, इसलिए हस्तक्षेप के कारण चोरी करने वालों द्वारा प्राप्त जानकारी को नष्ट कर दिया गया, न कि मूल जानकारी। कुशल, अज्ञात क्वांटम स्थिति जो संचरित होती है, मापा जाने से पहले एक उलझी हुई स्थिति में होगी, अर्थात, यह एक ही समय में कई राज्यों का प्रतिनिधित्व करता है, उदाहरण के लिए, एक क्वांटम राज्य दो संख्याओं का प्रतिनिधित्व कर सकता है 0 और 1 एक ही समय में, 7 इस तरह के क्वांटम स्टेट्स एक साथ 128 का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं स्थिति या 128 अंक: 0 ~ 127। ऑप्टिकल क्वांटम संचार का ऐसा संचरण क्लासिक संचार विधि के 128 गुना के बराबर है। यह बोधगम्य है कि अगर ट्रांसमिशन बैंडविड्थ 64 बिट या अधिक है, तो दक्षता में अंतर 2 से एन की आश्चर्यजनक शक्ति होगी, और उच्चतर।

यहाँ क्वांटम उलझाव का एक और विवरण दिया गया है। क्वांटम उलझाव को जीजी के उद्धरण के साथ समझा जा सकता है; श्रोडिंगर जीजी की बिल्ली जीजी कोट्स ?: जब आप एक बॉक्स में जहर वाली बिल्ली डालते हैं, और फिर बॉक्स को कवर करते हैं, थोड़ी देर बाद पूछते हैं कि क्या बिल्ली मर गई है या जीवित है? क्वांटम भौतिकी का उत्तर है: यह मृत और जीवित दोनों है। कुछ लोग कहेंगे कि आप नहीं जानते कि आप बॉक्स खोलते हैं और इसे देखते हैं। हां, आपको पता चल जाएगा कि जब आप बॉक्स खोलते हैं तो बिल्ली मर गई है या जीवित है, लेकिन क्वांटम भौतिकी की व्याख्या के अनुसार: यह मृत या जीवित अवस्था मानव अवलोकन का परिणाम है, अर्थात, मानव मैक्रो गड़बड़ी बिल्लियों को मृत या जीवित बनाते हैं , सही स्थिति नहीं है जब बॉक्स को कवर किया गया है। इसी प्रकार, सूक्ष्म कण" मृत" और जीजी उद्धरण; जीजी जी उद्धरण; जीजी उद्धरण होने से पहले की स्थिति; परेशान जीजी उद्धरण; यह कहा जा सकता है कि यह दोनों" 0" और जीजी उद्धरण; 1 जीजी उद्धरण ;;

क्वांटम संचार में उच्च दक्षता और पूर्ण सुरक्षा की विशेषताएं हैं, और यह इस समय अंतर्राष्ट्रीय क्वांटम भौतिकी और सूचना विज्ञान का अनुसंधान हॉटस्पॉट है। क्वांटम संचार की उत्पत्ति का पता लगाने के लिए, हमें आइंस्टीन जीजी के जीजी उद्धरण, भूत जीजी उद्धरण ;, क्वांटम उलझाव के साक्ष्य के साथ शुरू करना होगा।

क्योंकि लोग फंसे हुए कणों के बीच बातचीत के बारे में संदेह करते रहे हैं, भौतिक विज्ञानी यह सत्यापित करने की कोशिश कर रहे हैं कि क्या यह जादुई संपत्ति दशकों से सच है।

1982 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी एलेन एस्पेक्ट और उनकी टीम ने एक प्रयोग सफलतापूर्वक पूरा किया जिसने जीजी की घटना के अस्तित्व की पुष्टि की; क्वांटम उलझी जीजी उद्धरण; सूक्ष्म कणों का। यह निष्कर्ष पश्चिमी विज्ञान की मुख्यधारा के विश्वदृष्टि पर एक बड़ा प्रभाव डालता है। डेसकार्टेस, गैलीलियो और न्यूटन के बाद से, पश्चिमी वैज्ञानिक समुदाय की मुख्यधारा की सोच का मानना ​​है कि ब्रह्मांड के घटक एक-दूसरे से स्वतंत्र हैं, और उनके बीच की बातचीत अंतरिक्ष और समय (स्थानीयकृत) द्वारा सीमित है। क्वांटम उलझाव आइंस्टीन जीजी के भूत-प्रेत कार्रवाई की दूरी में होने की पुष्टि करता है। यह साबित करता है कि किसी भी दो पदार्थों के बीच, चाहे कितनी भी दूर हो, वे एक-दूसरे को प्रभावित कर सकते हैं और चार-आयामी स्थान-समय से प्रभावित नहीं होते हैं। बाधा गैर-केंद्र है, और ब्रह्मांड का दुनिया में गहरा आंतरिक संबंध है।

क्वांटम उलझाव सिद्धांत के आधार पर, 1993 में, अमेरिकी वैज्ञानिक सीएच बेनेट ने क्वांटम संचार (क्वांटम टेलीपोर्टेशन) की अवधारणा का प्रस्ताव रखा। क्वांटम संचार एक संचार विधि है जो क्वांटम राज्यों द्वारा जानकारी लेती है। यह एक सुरक्षित संचार प्रक्रिया को लागू करने के लिए फोटॉन जैसे प्राथमिक कणों के क्वांटम उलझाव के सिद्धांत का उपयोग करता है। क्वांटम संचार की अवधारणा की शुरुआत आइंस्टीन जीजी के जीजी उद्धरण; डरावना जीजी उद्धरण; -क्वांटम उलझाव लाभ वास्तव में इसकी वास्तविक शक्ति को उजागर करने के लिए शुरू हुई।

1993 में, बेनेट ने क्वांटम संचार की अवधारणा का प्रस्ताव करने के बाद, विभिन्न देशों के छह वैज्ञानिकों, क्वांटम उलझाव के सिद्धांत के आधार पर, क्वांटम टेलीपोर्टेशन को प्राप्त करने के लिए शास्त्रीय और क्वांटम विधियों के उपयोग का प्रस्ताव रखा, अर्थात, एक कण की अज्ञात मात्रा। दूसरी जगह पर स्थानांतरित किया जाता है, और एक अन्य कण क्वांटम राज्य के लिए तैयार किया जाता है, और मूल कण जगह पर रहता है। यह क्वांटम संचार की मूल बुनियादी योजना है। क्वांटम टेलीपोर्टेशन न केवल लोगों को प्रकृति के रहस्यमय नियमों को समझने और प्रकट करने के लिए भौतिकी के क्षेत्र में महत्वपूर्ण है, बल्कि क्वांटम राज्यों का उपयोग क्वांटम राज्यों के प्रसारण के माध्यम से बड़ी क्षमता की सूचना के प्रसारण को पूरा करने के लिए भी कर सकता है। सिद्धांत में अविवेकी। गोपनीय संचार।

1997 में, ऑस्ट्रिया में अध्ययन करने वाले चीनी युवा विद्वान पैन जियानवेई ने पहली बार अज्ञात क्वांटम राज्यों के रिमोट ट्रांसमिशन का एहसास करने के लिए डच विद्वान बॉमिस्टर और अन्य के साथ सहयोग किया। यह दुनिया में पहली बार है कि क्वांटम राज्य को पृथ्वी ए में फोटॉन से पृथ्वी बी में एक फोटॉन में सफलतापूर्वक स्थानांतरित किया गया है। क्वांटम जानकारी को व्यक्त किया जाता है, और सूचना वाहक के रूप में फोटॉन स्वयं प्रसारित नहीं होता है।

20 से अधिक वर्षों के विकास के बाद, क्वांटम संचार का अनुशासन धीरे-धीरे सिद्धांत से प्रयोग और व्यावहारिक विकास तक चला गया है। शामिल मुख्य क्षेत्रों में शामिल हैं: क्वांटम क्रिप्टोग्राफी संचार, क्वांटम रिमोट टेलीपोर्टेशन, और क्वांटम घने कोडिंग।

क्वांटम संचार प्रणाली को दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है, इसके अनुसार कि वे जो सूचना प्रसारित करते हैं वह शास्त्रीय या क्वांटम है। पूर्व का उपयोग मुख्य रूप से क्वांटम कुंजियों के प्रसारण के लिए किया जाता है, जबकि बाद का उपयोग क्वांटम टेलीपोर्टेशन और क्वांटम उलझाव के वितरण के लिए किया जा सकता है। तथाकथित अदृश्य संचरण एक प्रकार का&उद्धरण है, पूरा&उद्धरण; सूचना संचरण जो वास्तविक चीज़ से अलग हो जाता है। भौतिकी के दृष्टिकोण से, अदृश्य संचरण की प्रक्रिया की कल्पना निम्नानुसार की जा सकती है: पहले मूल की सभी जानकारी निकालें, और फिर सूचना को प्राप्त करने वाले स्थान पर संचारित करें, और रिसीवर उसी मूल इकाई का चयन करता है जो मूल आधार का गठन करती है सूचना, और मूल का एक सही प्रतिकृति बनाती है। हालाँकि, क्वांटम यांत्रिकी के अनिश्चितता सिद्धांत मूल की सभी जानकारी के सटीक निष्कर्षण की अनुमति नहीं देते हैं, और यह प्रतिकृति सही नहीं हो सकती है। इसलिए लंबे समय तक, टेलीपोर्टेशन एक कल्पना के अलावा कुछ नहीं था।

1993 में, विभिन्न देशों के छह वैज्ञानिकों ने एक योजना प्रस्तावित की जो क्वांटम टेलीपोर्टेशन को प्राप्त करने के लिए शास्त्रीय और क्वांटम विधियों का उपयोग करती है: एक कण के अपरिचित क्वांटम राज्य को दूसरे स्थान पर स्थानांतरित करने के लिए और एक अन्य कण तैयार करने के लिए क्वांटम राज्य में, मूल स्थान बना रहता है। । मूल विचार मूल जानकारी को दो भागों में विभाजित करना है: शास्त्रीय जानकारी और क्वांटम जानकारी, जो क्रमशः रिसीवर को शास्त्रीय चैनल और क्वांटम चैनल के माध्यम से प्रेषित की जाती है। मूल जानकारी भेजने वाले द्वारा मूल पदार्थ की एक निश्चित माप ली जाती है, और क्वांटम जानकारी शेष जानकारी है जिसे प्रेषक ने माप में नहीं निकाला; रिसीवर द्वारा इन दो प्रकार की जानकारी प्राप्त करने के बाद, मूल क्वांटम राज्य को पूरी तरह से प्रतिकृति तैयार किया जा सकता है। इस प्रक्रिया में, मूल पदार्थ की केवल क्वांटम अवस्था का संचार होता है, मूल पदार्थ का नहीं। प्रेषक इस क्वांटम स्थिति के बारे में कुछ भी नहीं जान सकता है, जबकि रिसीवर अन्य कणों को मूल क्वांटम स्थिति में रखता है।

इस योजना में, उलझी हुई राज्यों की गैर-स्थानीयता एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। क्वांटम यांत्रिकी एक गैर-स्थानीय सिद्धांत है, जिसकी पुष्टि बेल जीजी के असमानता के प्रयोगात्मक परिणामों से की गई है। इसलिए, क्वांटम यांत्रिकी कई प्रति-सहज प्रभाव प्रदर्शित करता है। क्वांटम यांत्रिकी में, दो कण राज्यों को इस तरह से तैयार किया जा सकता है कि उनके बीच के संबंध को शास्त्रीय रूप से स्पष्ट नहीं किया जा सकता है। ऐसे राज्य को एक उलझा हुआ राज्य कहा जाता है। क्वांटम उलझाव का तात्पर्य दो या दो से अधिक क्वांटम प्रणालियों के बीच की बातचीत से है, गैर-स्थानीय गैर-शास्त्रीय संघ। क्वांटम टेलीपोर्टेशन न केवल लोगों के लिए भौतिकी के क्षेत्र में प्रकृति के रहस्यमय नियमों को समझने और प्रकट करने के लिए बेहद महत्वपूर्ण है, बल्कि क्वांटम राज्य के प्रसारण के माध्यम से बड़ी क्षमता की जानकारी के संचरण का एहसास करने के लिए सूचना वाहक के रूप में क्वांटम राज्य का उपयोग कर सकते हैं, जो सिद्धांत रूप में अनिर्णायक है। क्वांटम गोपनीय संचार।

1997 में, ऑस्ट्रिया में अध्ययन करने वाले एक युवा चीनी विद्वान, पान जियानवेई और डच विद्वान बॉमिस्टर, आदि ने अज्ञात क्वांटम राज्यों की लंबी दूरी के संचरण का एहसास करने के लिए पहली बार सहयोग किया। यह दुनिया में पहली बार है कि एक क्वांटम राज्य को पृथ्वी ए में एक फोटॉन से पृथ्वी बी में एक फोटॉन में सफलतापूर्वक स्थानांतरित किया गया है जो प्रयोग में प्रेषित किया गया था बस जीजी उद्धरण व्यक्त करने के लिए; राज्य जीजी उद्धरण; क्वांटम जानकारी, और फोटॉन ही एक सूचना वाहक के रूप में प्रेषित नहीं किया गया था। जल्द ही, पान जियानवेई और उनके सहयोगियों ने उच्च गुणवत्ता वाले क्वांटम उलझे हुए राज्यों को कैसे शुद्ध किया जाए, इस अध्ययन में नई सफलताएं हासिल की हैं। लंबी दूरी पर क्वांटम राज्यों के टेलीपोर्टेशन के लिए, दो दूर के स्थानों को अग्रिम में सबसे बड़ी क्वांटम उलझी अवस्था को साझा करने की अनुमति देना आवश्यक है। हालांकि, विभिन्न अपरिहार्य पर्यावरणीय शोरों के कारण, ट्रांसमिशन दूरी बढ़ने के साथ क्वांटम उलझी हुई राज्यों की गुणवत्ता बदतर और बदतर हो जाएगी। इसलिए, इस समय क्वांटम संचार अनुसंधान में उच्च गुणवत्ता वाले क्वांटम उलझा हुआ राज्यों को कैसे शुद्ध करना है।

कई अंतरराष्ट्रीय शोध समूह इस विषय पर काम कर रहे हैं, और क्वांटम उलझी हुई राज्यों की शुद्धि के लिए सैद्धांतिक समाधानों की एक श्रृंखला का प्रस्ताव किया है, लेकिन उनमें से कोई भी मौजूदा तकनीक के साथ प्राप्त नहीं किया जा सकता है। बाद में, पान जियानवेई और अन्य ने क्वांटम उलझी हुई राज्य शुद्धि के सैद्धांतिक समाधान की खोज की जो मौजूदा तकनीक का उपयोग करके व्यावहारिक रूप से संभव है, और सिद्धांत रूप में आजकल लंबी दूरी की क्वांटम संचार की मूलभूत समस्या को हल किया गया है। इस शोध उपलब्धि का अंतर्राष्ट्रीय वैज्ञानिक समुदाय द्वारा अत्यधिक मूल्यांकन किया गया है और इसे जीजी उद्धरण कहा जाता है; लंबी दूरी की क्वांटम संचार अनुसंधान जीजी उद्धरण में एक छलांग ;।