संपर्काचा नवीन मार्ग क्वांटम कम्युनिकेशन... विनीत वर्तक ©

 संपर्काचा नवीन मार्ग क्वांटम कम्युनिकेशन... विनीत वर्तक ©

२२ मार्च २०२१ ला भारताच्या अंतराळ संशोधन संस्थेने म्हणजेच इंडियन स्पेस रिसर्च ऑर्गनायझेशन (इसरो) ने यशस्वीरीत्या क्वांटम तंत्रज्ञान वापरून एक नवीन संपर्क यंत्रणेचे तंत्रज्ञान स्वबळावर विकसित केले आहे. अमेरिका, चीन, कॅनडा आणि जपाननंतर असं तंत्रज्ञान विकसित करणारा भारत पाचवा देश ठरला आहे. तर काय आहे हे क्वांटम कम्युनिकेशन? आणि कश्या पद्धतीने भविष्यातील संपर्क यंत्रणा या तंत्रज्ञानाने सुरक्षित केल्या जाणार आहेत ते जाणून घेणं अतिशय महत्वाचं आहे.

इसरोच्या अहमदाबाद इथल्या स्पेस एप्लिकेशन सेंटरच्या आवारातील ३०० मीटर अंतरावर असणाऱ्या दोन इमारती मध्ये क्वांटम कम्युनिकेशन यंत्रणेचा वापर करत इसरोने व्हिडीओ कॉन्फरन्सिंग केल्याचं जाहीर केलं. यासाठी इसरोने Indian Regional Navigation Satellite System (IRNSS) 'नाविक' चा वापर सिग्नल पाठवणाऱ्या आणि सिग्नल मिळवणाऱ्या यांच्यामधल्या वेळेचा समन्वय साधण्यासाठी केला. इसरोने कम्युनिकेशनसाठी क्वांटम तंत्रज्ञानातील Quantum key distribution (QKD) या पद्धतीचा उपयोग संदेश वहनाकरता केला. तर नक्की काय आहे हे QKD?

क्वांटम मेकॅनिक्स हे नाव आपण अनेकदा ऐकलं असेल. भौतिकशास्त्रातील ही एक उपशाखा किंवा सगळ्या भौतिकशास्त्राचा पाया म्हणजेच क्वांटम मेकॅनिक्स. या पायामधे कोणत्याही वस्तूच्या पायाशी असणारे सूक्ष्म कण म्हणजेच अणू आणि त्याचे सब ऍटोमिक पार्टीकल म्हणजे इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन इत्यादी यांचा अभ्यास समाविष्ट आहे. आता याच सबऍटोमिक पार्टीकलना वापरून आपण माहितीचं आदान प्रदान केलं, तर तश्या पद्धतीला आणि तंत्रज्ञानाला क्वांटम कम्युनिकेशन असं म्हणतात.  

क्वांटम कम्युनिकेशन समजण्याआधी त्याची गरज का भासली ते जाणून घेणं गरजेचं आहे. सध्या जगात आस्तित्वात असलेल्या संपर्क यंत्रणेत सगळ्यात मोठा धोका हा सुरक्षिततेचा आहे. आपण जी काही माहिती पाठवू ती कोणाच्या हाती लागेल याचा भरवसा देता येत नाही. माहिती कितीही एन्क्रिप्टेड केली तरी ती १००% सुरक्षित राहील अशी हमी देता येत नाही. त्याशिवाय माहितीच्या वहनात ती दुसऱ्या कोणाच्या हाती पडली असेल किंवा नाही याची शहानिशा करता येत नाही. जेव्हा गोष्टी देशाच्या सुरक्षिततेशी निगडीत असतात किंवा अतिशय गुप्त आणि संवेदनशील माहितीची देवाणघेवाण करायची असते तेव्हा सगळ्यात महत्वाची ठरते, ती माहितीची सुरक्षितता आणि तिकडेच आपल्याला मदत करते ते म्हणजे क्वांटम कम्युनिकेशन.

क्वांटम कम्युनिकेशनमध्ये संदेश पाठवणारा आणि संदेश प्राप्त करणारा दोन्ही एक गुप्त चावी तयार करू शकतात. ही चावी वापरल्याखेरीज त्या संदेशात काय आहे हे कोणालाच कळू शकत नाही. क्वांटम कम्युनिकेशनचा सगळ्यात जास्ती फायदा म्हणजे या दोन व्यक्ती सोडून कोणी तिसऱ्या व्यक्तीने जर का हा संदेश मधेच वाचण्याचा प्रयत्न केला तर संदेश दिसत तर नाहीच पण संदेशाला कोणीतरी हॅक करण्याचा प्रयत्न केला आहे हे संदेश पाठवणारा आणि संदेश स्वीकारणारा या दोघांना कळते आणि संदेश नष्ट होतो.

क्वांटम कम्युनिकेशन मधे फोटॉनचा वापर केला जातो. प्रकाशाचे हे कण जेव्हा फायबर ऑप्टिक्स मधून जातात तेव्हा ते 'सुपरपोझिशन' नावाच्या अवस्थेत जातात. याचवेळी त्यांना आपण १ आणि ० च्या वेगवेगळ्या कोडिंग मधे  बंदिस्त करून आपला संदेश एन्क्रिप्ट करू शकतो. या पार्टीकलना 'क्युबिट' असं म्हणतात. आता जर एखाद्या हॅकरने याना संदेशवहनाच्या स्थितीत बघण्याचा अथवा डिकोड करण्याचा प्रयत्न केला, तर हे पार्टीकल आपल्या 'सुपरपोझिशन' या अवस्थेतून बाहेर येऊन १ किंवा ० मधे तुटतात. आता याचा अर्थ हा की कोणताही हॅकर यातील संदेश तर मिळवू शकत नाहीच पण त्याचवेळी आपण हॅक  करण्याचा प्रयत्न केला याचा पुरावा ठेवून जातात. त्यामुळेच क्वांटम कम्युनिकेशनला हॅक करणं अशक्य आहे.

क्वांटम कम्युनिकेशनमध्ये आधी सांगितलं तसं संदेश पाठवणारा क्युबिटच्या स्वरूपात एक चावी तयार करतो आणि ती ज्याला मेसेज पाठवायचा आहे त्याला पाठवून देतो. आता "की स्विफ्टिंग" या पद्धतीने संदेश पाठवणारा आणि त्याचं ग्रहण करणारा आपल्याकडे योग्य ती चावी असल्याचं तपासून बघतात. त्या नंतर "की डिस्टिलेशन" पद्धतीचा वापर करून हे बघतात की, आपल्या दोघांशिवाय ही चावी अजून कोणी तर हॅक केली नाही ना? जोवर याचं समाधानकारक उत्तर येत नाही तोवर वेगवेगळ्या कॉम्बिनेशन वापरून चाव्या बनवल्या जातात. एकदा का ही चावी फक्त संदेश पाठवणारा आणि संदेश ग्रहण करणारा यांच्याकडेच आहे हे नक्की झालं, की मग संदेशाचे वहन क्युबिटच्या स्वरूपात केले जाते. आता या दोघांशिवाय हा क्युबिटमधला संदेश कोणीच डिकोड करू शकत नाही.

इसरो या पद्धतीचा वापर आपल्या उपग्रहांच्या संदेश वहनासाठी करणार असून येत्या काळात दोन वेगळ्या ग्राउंड स्टेशन सोबत अश्या पद्धतीच्या क्वांटम कम्युनिकेशनचा वापर करून संदेश वहन करण्यात येणार आहे. भारताच्या सुरक्षेशी निगडीत गोपनीय माहिती, महत्वाचे संदेश याच पद्धतीचा वापर करून यापुढे प्रसारित करण्यात येणार आहेत. अतिशय महत्वाचं आणि कम्युनिकेशनला कलाटणी देणारं तंत्रज्ञान इसरोने विकसित केलं असून यामुळे भारताची माहिती खूप सुरक्षित होणार आहे. इसरोमधील वैज्ञानिक, संशोधक यांचं खूप अभिनंदन. आत्मनिर्भर भारताच्या दिशेने इसरो आणि भारताने एक पाऊल अजून पुढे टाकलं आहे.

जय हिंद!!!

फोटो स्त्रोत :- गुगल

सूचना :- ह्या पोस्टमधील शब्दांकन (विनीत वर्तक ©) कॉपीराईट आहे.