आधुनिक सार्वजनिक-कुंजी क्रिप्टोसिस्टम हाल ही में शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटरों के खिलाफ सुरक्षा खामियों के प्रति संवेदनशील हो सकते हैं। क्वांटम क्रिप्टोसिस्टम ने संभावित समाधान के रूप में बहुत ध्यान आकर्षित किया है।
क्वांटम क्रिप्टोसिस्टम क्वांटम कुंजियों का उपयोग करते हैं जो सुरक्षा के आधार पर गारंटी देते हैं क्वांटम भौतिकी कम्प्यूटेशनल जटिलता के बजाय। इसलिए, उन्हें अधिक सुरक्षित माना जाता है।
क्वांटम क्रिप्टो सिस्टम को लागू करने के लिए आवश्यक तकनीक क्वांटम कुंजी वितरण (क्यूकेडी) है। QKD का व्यावसायीकरण करने के लिए, दो प्रमुख तकनीकी कठिनाइयों का समाधान किया जाना चाहिए। एक संचार दूरी है, और दूसरा एक-से-एक (1:1) संचार से एक-से-अनेक (1:N) या कई-से-अनेक (N: N) नेटवर्क संचार तक विस्तार है।
में अनुसंधान टीम कोरिया विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान (केआईएसटी, निदेशक सोक-जिन यून) ने एक व्यावहारिक टीएफ क्यूकेडी नेटवर्क का सफलतापूर्वक प्रदर्शन किया है। कनाडा में टोरंटो विश्वविद्यालय के बाद यह दुनिया में TF QKD नेटवर्क का दूसरा प्रायोगिक प्रदर्शन है।
क्रेडिट
कोरिया विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान
शोध दल ने ध्रुवीकरण-, समय- और तरंगदैर्घ्य-विभाजन बहुसंकेतन के आधार पर दो से कई (2: एन) नेटवर्क के लिए स्केलेबल एक नई टीएफ क्यूकेडी नेटवर्क संरचना का प्रस्ताव दिया। रिंग नेटवर्क संरचना के आधार पर टोरंटो विश्वविद्यालय के पहले प्रदर्शन के विपरीत, अनुसंधान दल की वास्तुकला एक स्टार नेटवर्क पर आधारित है। रिंग संरचना में क्वांटम सिग्नल रिंग से जुड़े प्रत्येक उपयोगकर्ता से होकर गुजरना चाहिए; हालांकि, स्टार संरचना केवल केंद्र के माध्यम से होती है, जिससे एक अधिक व्यावहारिक क्यूकेडी प्रणाली को लागू करना संभव हो जाता है।
टीम ने इस TF QKD सिस्टम में प्लग-एंड-प्ले (PnP) संरचना लागू की। पारंपरिक TF QKD प्रणाली के विपरीत, जो दो उपयोगकर्ताओं के अलग-अलग प्रकाश स्रोतों द्वारा उत्सर्जित दो क्वांटम संकेतों की अप्रभेद्यता को बनाए रखने के लिए कई नियंत्रण प्रणालियों का उपयोग करता है, इस नए PnP TF QKD आर्किटेक्चर को दोनों उपयोगकर्ताओं के लिए प्रारंभिक संकेतों को उत्पन्न करने और संचारित करने के लिए मध्य तृतीय-पक्ष की आवश्यकता होती है। एक एकल प्रकाश स्रोत का उपयोग करते हुए, और सिग्नल एक राउंड ट्रिप करके तीसरे पक्ष में वापस आ जाते हैं।
नतीजतन, उपयोगकर्ताओं के पास अनिवार्य रूप से एक ही तरंग दैर्ध्य होता है, और चैनल का द्विअर्थी प्रभाव स्वचालित रूप से किसी भी ध्रुवीकरण बहाव के लिए क्षतिपूर्ति करता है। इसके अतिरिक्त, चूंकि दो संकेत एक ही पथ का अनुसरण करते हैं लेकिन अलग-अलग दिशाओं में, उनके आगमन का समय हमेशा समान होता है। इसलिए अनुसंधान दल द्वारा विकसित वास्तुकला को केवल एक चरण नियंत्रक का उपयोग करके लागू किया जा सकता है। शोधकर्ताओं ने वास्तुकला के आधार पर एक TF QKD नेटवर्क का प्रायोगिक प्रदर्शन पूरा किया।
संग-वूक हान, क्वांटम सूचना केंद्र के नेता, कहा, "यह एक महत्वपूर्ण शोध उपलब्धि है जो क्यूकेडी व्यावसायीकरण के लिए दो मुख्य बाधाओं को हल करने की संभावना दिखा रही है, और हमने संबंधित शोध का नेतृत्व करने वाली एक महत्वपूर्ण तकनीक प्राप्त की है।"
जर्नल संदर्भ:
- पार्क, सीएच, वू, एमके, पार्क, बीके एट अल। ध्रुवीकरण, तरंग दैर्ध्य, और समय विभाजन बहुसंकेतन पर आधारित 2 × एन जुड़वां क्षेत्र क्वांटम कुंजी वितरण नेटवर्क विन्यास। एनपीजे क्वांटम इन्फ 8, 48 (2022)। डीओआई: 10.1038/s41534-022-00558-8
