குவாண்டம் விசை விநியோக வலையமைப்பு தரை அதிர்வை துல்லியமாக அளவிடுதல்

நில அதிர்வுகளை துல்லியமாக அளவிட குவாண்டம் விசை விநியோகம் (QKD- Quantum key distribution) வலையமைப்புகள் பயன்படுத்தப்படலாம் என்று சீனாவில் உள்ள பல நிறுவனங்களுடன் இணைந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு கண்டறிந்துள்ளது. இயற்பியல் மறுஆய்வு கடிதங்கள் இதழில் வெளியிடப்பட்ட அவர்களின் ஆய்வறிக்கையில், குழு 658 கிமீ தொலைவில் இரட்டை-புலம், ஃபைபர்-அடிப்படையிலான QKD நெட்வொர்க்கை செயல்படுத்துவதை விவரிக்கிறது. நிலநடுக்கம் அல்லது நிலச்சரிவுகளுடன் தொடர்புடைய நில அதிர்வுகளை உணரும் கருவியாக இந்த வலையமைப்பு பயன்படுத்தப்படலாம் என்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் தீர்மானித்தனர்.

QKD வலையமைப்புகள் தகவல் தொடர்பு சாதனங்களுக்கு இடையே அனுப்பப்படும் தரவை குறியாக்க ஃபோட்டான்களின் தனித்துவமான குவாண்டம் பண்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. அவற்றின் குவாண்டம் பண்புகள் காரணமாக, கணினி ஹோஸ்ட்கள் செயல்பாட்டைக் கவனிக்காமல் மற்றும் செய்திகளின் பரிமாற்றத்தை நிறுத்தாமல், அத்தகைய வலையமைப்புகளை ஹேக் செய்வது கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றது. இந்த அம்சத்தின் காரணமாக, பல நாடுகளில் உள்ள விஞ்ஞானிகள் தொழில்நுட்பத்தை பரவலான பயன்பாட்டிற்காக மேம்படுத்துவதில் பணியாற்றி வருகின்றனர். இந்த புதிய முயற்சியில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு இரட்டை-புலம், ஃபைபர்-அடிப்படையிலான QKD வலையமைப்பை உருவாக்கி நிறுவினர். இது தரவை குறியாக்குவதற்கான வழிமுறையாக ஃபோட்டான்கள் குறுக்கிடுவதைப் பயன்படுத்திக் கொள்கின்றன, மேலும் ஃபைபர் வலையமைப்பை உணரவும் பயன்படுத்தப்படலாம் என்பதைக் கண்டு ஆச்சரியப்பட்டனர்.

தங்கள் பணியில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் 658-கிமீ ஃபைபர் கேபிளில் மறைகுறியாக்கப்பட்ட தரவை வெற்றிகரமாக அனுப்பி, முந்தைய தொலைவு சாதனையை சுமார் 100 கிமீ வரை நீட்டித்தனர். அத்தகைய வலையமைப்பில், ஃபைபர் கேபிள் வழியாக செல்லும் ஒளியின் கட்டத்தில் ஏற்ற இறக்கங்கள் கவனிக்கப்பட வேண்டும் மற்றும் முக்கிய விநியோகம் சரியாக வேலை செய்ய கேபிளை நீட்டுவதன் மூலம் சரிசெய்ய வேண்டும். இத்தகைய ஏற்ற இறக்கங்கள், பொதுவாக நில அதிர்வுகளால் எழுவதாக ஆய்வாளர்கள் குறிப்பிட்டுள்ளனர்.

ஒரு தனி ஃபைபர் கேபிள் அதன் அமைப்பில் பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் வலையமைப்பில் உள்ள முனைகளுக்கு இடையில் அதிர்வெண்களைப் பூட்ட பயன்படுத்தப்பட்டன. முதல் கேபிளில் உள்ள நேரத் தகவலைப் பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், அந்த கேபிளில் ஏற்ற இறக்கம் எங்கு உருவாகிறது என்பதை, சுமார் ஒரு கிலோமீட்டருக்குள் துல்லியமாகத் தீர்மானிக்க முடியும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர். அவற்றின் சொந்த அமைப்புகளைப் போன்ற அமைப்புகளும் நில அதிர்வு உணரிகளாகப் பயன்படுத்தப்படலாம், ஒருவேளை வரவிருக்கும் பூகம்பம் அல்லது நிலச்சரிவு குறித்து எச்சரிக்கலாம். குறிப்பிடத்தக்க வகையில், நிஜ உலக பயன்பாட்டிற்கு, தரவு பரிமாற்ற வீதம் மேம்படுத்தப்பட வேண்டும்.

References

• Wang, J., & Huberman, B. A. (2022). An Overview on Deployment Strategies for Global Quantum Key Distribution Networks. Wireless Communications and Mobile Computing, 2022.
• Chen, J. P., Zhang, C., Liu, Y., Jiang, C., Zhao, D. F., Zhang, W. J., & Pan, J. W. (2022). Quantum key distribution over 658 km fiber with distributed vibration sensing. Physical Review Letters, 128(18), 180502.
• Wang, J. Y., Yang, B., Liao, S. K., Zhang, L., Shen, Q., Hu, X. F., & Pan, J. W. (2013). Direct and full-scale experimental verifications towards ground–satellite quantum key distribution. Nature Photonics, 7(5), 387-393.
• Rarity, J. G., Tapster, P. R., Gorman, P. M., & Knight, P. (2002). Ground to satellite secure key exchange using quantum cryptography. New Journal of Physics, 4(1), 82.