क्वांटम न्यूज ब्रीफ्स 13 सितंबर: आईबीएम की क्वांटम रिसर्च लैब्स के दौरे से मिली जानकारी, डिवाइस-स्वतंत्र क्यूकेडी (डीआईक्यूकेडी) हैकिंग को निरर्थक बना देगा; शोधकर्ताओं ने क्वांटम तकनीक और अधिक के लिए अल्ट्राथिन 'मेटासुरफेस' उपकरण विकसित किया है

क्वांटम समाचार संक्षिप्त आज की शुरुआत "आईबीएम के क्वांटम रिसर्च लैब्स के दौरे से अंतर्दृष्टि" के साथ होगी, इसके बाद डिवाइस-स्वतंत्र क्यूकेडी (डीआईक्यूकेडी) अनुसंधान होगा जो हैकिंग को निरर्थक बना देगा; और तीसरी क्वांटम तकनीक और अधिक के लिए अल्ट्राथिन 'मेटासुरफेस' डिवाइस विकसित करने वाले शोधकर्ताओं पर एक रिपोर्ट।

आईबीएम की क्वांटम रिसर्च लैब्स के दौरे से अंतर्दृष्टि

फोर्ब्स के योगदानकर्ता केविन क्रेवेल ने हाल ही में यॉर्कटाउन हाइट्स, न्यूयॉर्क में आईबीएम के क्वांटम रिसर्च लैब्स का दौरा किया और क्वांटम कंप्यूटिंग को आगे बढ़ाने के लिए काम कर रहे आईबीएम फेलो और क्वांटम कंप्यूटिंग के उपाध्यक्ष जे गैम्बेटा और आईबीएम रिसर्च और उनकी टीम से बात की। क्वांटम न्यूज ब्रीफ्स नीचे मुख्य बिंदुओं का सारांश प्रस्तुत करता है। पूरा साक्षात्कार और विश्लेषण यहां पढ़ें।
क्रेवॉल इस स्पष्टीकरण के साथ शुरू होता है, "आईबीएम शोधकर्ताओं का लक्ष्य अद्वितीय समस्याओं को हल करने के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग को यथासंभव सर्वव्यापी बनाना है। क्वांटम सिस्टम को अधिक सुलभ बनाने के लिए, उन्हें "क्लाउड-नेटिव" या "सर्वर रहित" बनने की आवश्यकता है, जिसमें वे उपयोग के आधार पर क्लाउड संसाधन बन जाते हैं। अलग-अलग डेटा केंद्रों के इस युग में, क्वांटम शास्त्रीय कंप्यूटरों के लिए उपलब्ध विशेष गणना तत्वों में से एक हो सकता है, जैसे कि आज के जीपीयू हैं।
इसके बाद क्रेवॉल आईबीएम के 1 मिलियन क्यूबिट के लक्ष्य की समीक्षा करता है: आईबीएम रिसर्च एक समान पथ का अनुसरण कर रहा है जैसा कि शास्त्रीय कंप्यूटरों के साथ किया गया था: सिलिकॉन स्केलिंग का उपयोग करके एक चिप पर अधिक और तेज़ क्यूबिट डालें; मल्टीपल क्वांटम डाई को टाइल्स के रूप में इंटरकनेक्ट करें; और एक साथ काम करने वाले क्वांटम कंप्यूटरों के क्लस्टर बनाएं।
जबकि लक्ष्य दोष-सहिष्णु क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए लाखों कच्चे क्वैबिट के साथ सिस्टम का निर्माण करना है, क्वांटम त्रुटि शमन का उपयोग करके जल्द ही अधिक काम करने के लिए कच्चे क्वैबिट के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए अंतरिम में बहुत काम किया जा सकता है। आज के अपेक्षाकृत शोर और अल्पकालिक क्वैबिट का उपयोग करके बेहतर क्वांटम परिणाम प्राप्त करने के लिए कुछ समाधानों की आवश्यकता होती है। आईबीएम रिसर्च कुछ त्रुटि शमन तकनीकें लेकर आया है जो उपयोगी साबित हो रही हैं।
व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटिंग का अंतिम लक्ष्य उचित समय सीमा में महत्वपूर्ण समस्याओं को हल करने के लिए शास्त्रीय कंप्यूटिंग पर लाभ प्रदान करना है।

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शोधकर्ताओं ने क्वांटम तकनीक के लिए अल्ट्राथिन 'मेटासुरफेस' उपकरण विकसित किया है

वैज्ञानिकों तरबूज राष्ट्रीय प्रयोगशालाएँ और प्रकाश के विज्ञान के लिए मैक्स प्लैंक संस्थान एक ऐसे उपकरण पर रिपोर्ट की गई है जो फोटॉन को एक विचित्र क्वांटम प्रभाव में जोड़ने के लिए उपकरणों के एक विशाल भंडार को प्रतिस्थापित कर सकता है जिसे एन्टैंगलमेंट कहा जाता है। यह उपकरण - एक प्रकार की नैनो-इंजीनियर्ड सामग्री जिसे मेटासर्फेस कहा जाता है - फोटॉन को जटिल तरीकों से उलझाने का मार्ग प्रशस्त करता है जो कॉम्पैक्ट प्रौद्योगिकियों के साथ संभव नहीं है।
ग्राउंडब्रेकिंग डिवाइस के लिए अनुसंधान, जो कागज की शीट से सौ गुना पतला है, आंशिक रूप से किया गया था एकीकृत नैनो प्रौद्योगिकी केंद्र, सैंडिया और लॉस एलामोस राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं द्वारा संचालित ऊर्जा विभाग विज्ञान कार्यालय उपयोगकर्ता सुविधा। सैंडिया की टीम को विज्ञान कार्यालय, बुनियादी ऊर्जा विज्ञान कार्यक्रम से धन प्राप्त हुआ।
नई मेटासतह इस असामान्य क्वांटम घटना के द्वार के रूप में कार्य करती है। कुछ मायनों में, यह लुईस कैरोल के "थ्रू द लुकिंग-ग्लास" के दर्पण की तरह है, जिसके माध्यम से युवा नायक ऐलिस एक अजीब, नई दुनिया का अनुभव करता है।
वैज्ञानिक अपने नए उपकरण के माध्यम से चलने के बजाय इसके माध्यम से एक लेजर चमकाते हैं। प्रकाश की किरण गैलियम आर्सेनाइड नामक एक सामान्य अर्धचालक सामग्री से बने नैनोस्केल संरचनाओं में ढके कांच के एक अति पतले नमूने से होकर गुजरती है। सैंडिया टीम का नेतृत्व करने वाले नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स नामक क्षेत्र के विशेषज्ञ, सैंडिया के वरिष्ठ वैज्ञानिक इगल ब्रेनर ने कहा, "यह सभी ऑप्टिकल क्षेत्रों को तहस-नहस कर देता है।" उन्होंने कहा, कभी-कभी, अलग-अलग तरंग दैर्ध्य पर उलझे हुए फोटॉन की एक जोड़ी आने वाली लेजर बीम के समान दिशा में नमूने से निकलती है।
साइंस पेपर में बताया गया है कि कैसे टीम ने अलग-अलग तरंग दैर्ध्य के साथ उलझे हुए फोटॉनों का उत्पादन करने के लिए अपने मेटासर्फेस को सफलतापूर्वक ट्यून किया, जो एक साथ जटिल रूप से उलझे हुए फोटॉनों के कई जोड़े उत्पन्न करने के लिए एक महत्वपूर्ण अग्रदूत है।

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डिवाइस-स्वतंत्र QKD (DIQKD) हैकिंग को निरर्थक बना देगा

डिवाइस-स्वतंत्र QKD (संक्षिप्त रूप में DIQKD) को सैद्धांतिक रूप से 1990 के दशक से जाना जाता है, लेकिन इसे केवल एक अंतरराष्ट्रीय अनुसंधान टीम द्वारा प्रयोगात्मक रूप से कार्यान्वित किया गया है। म्यूनिख के लुडविग मैक्सिमिलियन विश्वविद्यालय भौतिक विज्ञानी हेराल्ड वेनफर्टर और चार्ल्स लिम सिंगापुर राष्ट्रीय विश्वविद्यालय (एनयूएस). क्रिप्टोग्राफ़िक प्रोटोकॉल डिवाइस से अप्रभावित रहता है। क्वांटम न्यूज ब्रीफ्स SciTechDaily की हालिया रिपोर्ट का सारांश और साझा करता है।
पारंपरिक QKD विधियों के साथ, सुरक्षा की गारंटी केवल तभी दी जाती है जब उपयोग किए गए क्वांटम उपकरणों को पर्याप्त रूप से अच्छी तरह से चित्रित किया गया हो। "और इसलिए, ऐसे प्रोटोकॉल के उपयोगकर्ताओं को QKD प्रदाताओं द्वारा प्रस्तुत विनिर्देशों पर भरोसा करना होगा और भरोसा करना होगा कि डिवाइस कुंजी वितरण के दौरान किसी अन्य ऑपरेटिंग मोड में स्विच नहीं करेगा," टिम वैन लींट, चार प्रमुख लेखकों में से एक बताते हैं। वेई झांग और काई रेडेकर के साथ पेपर। वैन लींट जारी है, यह कम से कम एक दशक से ज्ञात है कि पुराने QKD उपकरणों को आसानी से बाहर से हैक किया जा सकता है।
DIQKD में, परीक्षण का उपयोग "विशेष रूप से यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि उपकरणों में कोई हेरफेर नहीं है - यानी, उदाहरण के लिए, छिपे हुए माप परिणाम पहले से उपकरणों में सहेजे नहीं गए हैं," वेनफर्टर बताते हैं।
वेनफर्टर बताते हैं, "हमारी पद्धति से, अब हम अस्वाभाविक और संभावित रूप से अविश्वसनीय उपकरणों के साथ गुप्त कुंजी उत्पन्न कर सकते हैं।"
अगले लक्ष्यों में से एक कई उलझे हुए परमाणु जोड़े को शामिल करने के लिए सिस्टम का विस्तार करना है। वैन लींट का कहना है, "इससे कई और उलझाव वाली स्थितियाँ उत्पन्न हो सकेंगी, जिससे डेटा दर और अंततः प्रमुख सुरक्षा बढ़ जाएगी।"

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जैसा कि भारत में देखा जा सकता है, क्वांटम प्रौद्योगिकियों को विकसित करने की भू-राजनीतिक दौड़

संयुक्त राज्य अमेरिका, चीन, रूस और ब्रिटेन वैश्विक हैं खिलाड़ियों जिनके पास क्वांटम डोमेन में अग्रणी शुरुआत है। क्वांटम कंप्यूटर विकसित करने के देशों के इरादे अप्रतिरोध्य हो गए हैं लाभ साइबर सुरक्षा, ख़ुफ़िया संचालन और आर्थिक उद्योग में एक रणनीतिक नेतृत्व। वेद शिंदे सेंट स्टीफेंस कॉलेज, दिल्ली विश्वविद्यालय, भारत में राजनीति विज्ञान और अर्थशास्त्र के छात्र हैं, द जियोपॉलिटिक्स में वैश्विक क्वांटम विकास के इस अवलोकन के लेखक हैं।
ऊपर उल्लिखित राष्ट्रों के पास है भक्त क्वांटम अनुसंधान और विकास के लिए घातीय मौद्रिक संसाधन। वर्तमान में, संयुक्त राज्य अमेरिका में दुनिया का सबसे बड़ा क्वांटम कंप्यूटर, आईबीएम का ईगल है। आईबीएम भी चाहता है एक मेगा-कंप्यूटर चिप के साथ क्वांटम स्पेस पर हावी होने के लिए जो संभावित रूप से 1.000 क्यूबिट से अधिक की प्रक्रिया कर सकता है। Google, Microsoft और IBM जैसी तकनीकी शक्तियां सभी अमेरिकी कंपनियां हैं जो संयुक्त राज्य अमेरिका को क्वांटम कंप्यूटिंग में मजबूत बढ़त बनाए रखने की अनुमति देती हैं।
चीन, संयुक्त राज्य अमेरिका और यूके के पास कंप्यूटिंग प्रतिभा और विशेषज्ञता को आकर्षित करने के लिए प्रतिस्पर्धी राष्ट्रीय योजनाएं हैं। उदाहरण के लिए, चैनीस  उनके पास अपनी "हज़ार प्रतिभा योजना" है जिसने वैश्विक ध्यान आकर्षित किया है। बीजिंग वैज्ञानिकों और शोधकर्ताओं को लुभाने के लिए पैसा खर्च कर रहा है। चीन ने भी किया है निवेश कम्प्यूटेशनल लाभ प्राप्त करने के लिए दो अलग-अलग वास्तुशिल्प मार्गों में क्वांटम वर्चस्व. ये रास्ते प्रकाश-आधारित गॉसियन बोसॉन नमूनाकरण और इलेक्ट्रॉन आधारित-यादृच्छिक क्वांटम सर्किट नमूनाकरण हैं, जिनका उपयोग आईबीएम के ईगल में भी किया जाता है।
संयुक्त राज्य अमेरिका और चीन दोनों ने एक-दूसरे के साथ तकनीकी आदान-प्रदान को सीमित करने के लिए घरेलू कंपनियों पर जैसे को तैसा प्रतिबंध लगा दिया है। इसने क्वांटम प्रौद्योगिकी आपूर्ति श्रृंखलाओं को आकार देने वाली भू-राजनीतिक गतिशीलता पर विभिन्न हलकों से सवाल उठाए हैं। अपनी संकेंद्रित और पूंजी-गहन प्रकृति के कारण, ये आपूर्ति शृंखलाएँ निम्न के अंतर्गत हैं धमकी भूराजनीतिक प्रतिद्वंद्विता का. जैसे-जैसे बौद्धिक संपदा व्यवस्थाएं और क्वांटम प्रौद्योगिकियों के लिए वैश्विक मानक विकसित होंगे, यह और तेज होगा।
फ्रांस, जर्मनी, ऑस्ट्रेलिया, कनाडा, स्विट्जरलैंड, ऑस्ट्रिया, इज़राइल, नीदरलैंड, भारत, दक्षिण कोरिया, सिंगापुर और जापान कुछ हैं अन्य जिन राष्ट्रों ने भी निर्माण किया है सुस्पष्ट राष्ट्रीय पहल क्वांटम प्रौद्योगिकियों में।
भारत जैसे देश के लिए, क्वांटम प्रौद्योगिकियां कई संभावनाएं रखती हैं। विशेषज्ञों बताते हैं कि क्वांटम एन्क्रिप्शन संचार को सुरक्षित कर सकता है, क्वांटम सिमुलेशन हरित प्रौद्योगिकियों के लिए सामग्री की खोज में सहायता कर सकता है और क्वांटम सेंसिंग जलवायु परिवर्तन के प्रभाव को मैप करने में मदद कर सकता है। भारत ने पहले ही कुल बजट के साथ क्वांटम टेक्नोलॉजीज और एप्लिकेशन (एनएमक्यूटीए) पर एक राष्ट्रीय मिशन शुरू किया है व्यय आठ हजार करोड़ रुपये और इन प्रौद्योगिकियों को विकसित करने में अपने इरादे का प्रदर्शन किया है।

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सैंड्रा के. हेलसेल, पीएच.डी. 1990 से सीमांत प्रौद्योगिकियों पर शोध और रिपोर्टिंग कर रही हैं। उन्होंने अपनी पीएच.डी. एरिज़ोना विश्वविद्यालय से।