क्वांटम यादृच्छिकता

संदर्भ

भारतीय वैज्ञानिकों ने रमन रिसर्च इंस्टिट्यूट (RRI), बंगलूरू में एक बड़ी उपलब्धि हासिल की है, उन्होंने वास्तविक यादृच्छिक संख्याएँ (Truly Random Numbers) उत्पन्न और प्रमाणित की हैं।

भारतीय अनुसंधान की प्रमुख उपलब्धियाँ 

• प्रमुख सफलता: RRI के शोधकर्ताओं ने एक व्यावसायिक क्वांटम कंप्यूटर पर वास्तविक यादृच्छिक संख्याएँ (True Random Numbers) उत्पन्न कीं।
  • उनकी पद्धति वास्तविक दुनिया के शोर (Noise) और व्यवधानों के प्रति सक्षम है,
    जिससे यह केवल प्रयोगशाला स्तर तक सीमित नहीं रहती।
• नवाचार: टीम ने एकल कणों के समय-अंतराल वाले मापन का उपयोग करते हुए ‘लेजेट-गार्ग’ असमानता (Leggett-Garg Inequality) के उल्लंघन को प्रदर्शित किया, जिससे बड़े स्थानिक तंत्र पर निर्भर हुए बिना वास्तविक क्वांटम यादृच्छिकता की पुष्टि हुई।

यादृच्छिक संख्याएँ क्या हैं? 

• परिभाषा: यादृच्छिक संख्याएँ वे संख्याएँ होती हैं, जो पूरी तरह अपूर्वानुमेय (Unpredictable) प्रक्रियाओं द्वारा उत्पन्न होती हैं, इनमें कोई निश्चित पैटर्न या एल्गोरिदम नहीं होती है।
• उपयोग: वे आधुनिक डिजिटल सुरक्षा की नींव हैं, जिसमें एन्क्रिप्शन की, पासवर्ड और प्रमाणीकरण प्रणालियाँ शामिल हैं, जो डेटा का पूर्वानुमान या डिकोड करना असंभव बनाकर हैकिंग के विरुद्ध सुरक्षा सुनिश्चित करती हैं।
• छद्म-यादृच्छिक संख्याएँ (Pseudorandom Numbers): वर्तमान में अधिकांश प्रणालियाँ कंप्यूटर एल्गोरिदम द्वारा बनाई गई स्यूडोरैंडम संख्याओं का उपयोग करती हैं।
  • ये वर्तमान में सुरक्षित हैं, परंतु क्वांटम कंप्यूटिंग (Quantum Computing) के विकास के साथ  असुरक्षित  हो सकती हैं।
• वास्तविक क्वांटम यादृच्छिकता: वास्तविक यादृच्छिकता प्राकृतिक प्रक्रियाओं में मौजूद होती है, विशेष रूप से सूक्ष्म कणों के क्वांटम व्यवहार में, जहाँ परिणाम तब तक अप्रत्याशित होते हैं, जब तक कि उन्हें मापा न जाए।
• क्वांटम रैंडम नंबर जेनरेटर (QRNGs): एक QRNG कणों के गुणों को मापता है, जैसे कि फोटॉन या इलेक्ट्रॉन, ताकि 0 और 1 के अनुक्रम उत्पन्न हो सकें, जो वास्तव में यादृच्छिक होते हैं।
• यादृच्छिकता का प्रमाणन: उपकरण-जैसे क्वांटम एंटैंगलमेंट (Entanglement) या लेजेट-गार्ग असमानता के उल्लंघन (Leggett-Garg Inequality Violations) पर आधारित परीक्षण, यह प्रमाणित करते हैं कि संख्याएँ वास्तव में अपूर्वानुमेय (Unpredictable) हैं।

PWOnlyIAS विशेष लेजेट-गार्ग असमानता का उल्लंघन क्वांटम कणों को अलग-अलग समय पर मापकर यादृच्छिकता की जाँच करता है। यदि यह असमानता उल्लंघित होती है, तो परिणाम पूर्व निर्धारित नहीं हो सकते,  जिससे क्वांटम यादृच्छिकता की पुष्टि होती है। इसे भौतिकविद् एंथनी लेजेट (Anthony Leggett) और अनुपम गर्ग (Anupam Garg) ने वर्ष 1985 में प्रस्तावित किया था।

क्वांटम कंप्यूटिंग और डिजिटल सुरक्षा के लिए महत्त्व

• क्वांटम युग के बाद हैक-प्रूफ एन्क्रिप्शन के लिए एक आधार प्रदान करता है।
• यह स्वतंत्र यादृच्छिकता प्रमाणन सुनिश्चित करता है, दोषपूर्ण या पक्षपाती प्रणाली संबंधी दुर्बलताओं को न्यूनतम करता है।
• यह भारत को क्वांटम क्रिप्टोग्राफी और साइबर सुरक्षा में एक वैश्विक शक्ति के रूप में स्थापित करता है, नेशनल क्वांटम मिशन के साथ सामंजस्य स्थापित करता है और सुरक्षित डिजिटल बुनियादी ढाँचे के निर्माण में सहायता करता है।

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