பகுதி 2: குவாண்டம் தகவல் தொடர்பு - பாதுகாப்பான எதிர்கால தொழில்நுட்பம்

ஃபோட்டான் ஜோடி எப்படி உருவாகிறது? ஒரு ஃபோட்டான் துகளை இரண்டாக பிரிப்பதன் மூலமாக அல்லது இரண்டு ஃபோட்டான் துகள்களை இணைப்பதன் மூலமாக போட்டான் ஜோடிகளை உருவாக்கலாம். இப்படி ஆய்வகங்களில் பல நாடுகளில் ஃபோட்டான் ஜோடிகள் உருவாக்கப்பட்டு சோதனை முயற்சிகள் நடைபெற்று வருகின்றன.

பொட்டாசியம் டைட்டனைல் பாஸ்பேட் (Potassium Titanyl Phosphate -KTP) படிகத்தில் லேசர் அலைகளைச் செலுத்தினால் ஃபோட்டான் ஜோடிகளை உருவாக்கலாம். இந்த ஃபோட்டான் ஜோடிகளை, தகவல்களைப் பாதுகாக்க சாவிகளை உருவாக்கவும் சாவிகளை ஓரிடத்திலிருந்து மற்றொரு இடத்துக்கு அனுப்பவும் பயன்படுத்தலாம். இதைத்தான் செய்திருக்கிறார்கள் இஸ்ரோ விஞ்ஞானிகள்.

ஃபோட்டான் நிலையைக் (Quantum State) குறிக்கும் அளவீடுகளை சாவியாக பயன்படுத்தலாம். ஃபோட்டான் ஜோடியில் ஒன்று தகவலை அனுப்புபவரிடம் இருக்கும். அடுத்த ஃபோட்டான்ஒளியின் மூலமாக தகவலை பெறுபவரிடம் அனுப்பப்படும். குவாண்டம் பின்னல் ஜோடிகளின் தன்மை ஒன்றையொன்று சார்ந்திருக்கும். அனுப்புபவரும் பெறுபவரும் தமது ஃபோட்டானின் தன்மையை ஒப்பிட்டு சரி பார்த்துக்கொண்டு, தகவலை பாதுகாப்பாக குறிமாற்றம் செய்யலாம். இதற்கு குவாண்டம் சாவி விநியோகம் (Quantum Key Distribution-QKD) என்று பெயர். குவாண்டம் சாவி தொடர்பான உலக அளவிலான நெறிமுறைகள் (Protocols) உண்டு. 1992-ல் புழக்கத்துக்கு வந்த BBM92 என்ற நெறிமுறை இஸ்ரோ சோதனையில் பயன்படுத்தப்பட்டிருக்கிறது.

சாவியைப் பெற இடையில் யாராவது ஃபோட்டானை அளக்க முயற்சித்தால் அதன் தன்மையில் மாற்றம் ஏற்படும். தகவலைப் பெறுபவர் இதை எளிதில் கண்டுபிடித்துவிடலாம். சாவியைத் திருட முயற்சி நடந்ததா என்பதை மட்டுமின்றி எவ்வளவு திருடப்பட்டிருக்கிறது என்பதையும் கண்டுபிடித்து விடலாம். சாவியைப் பற்றி விவரங்கள் எவ்வளவு கசிந்திருக்கின்றன என்பதைப் பொறுத்து தகவலைத் திறப்பதா அல்லது அழித்து விடுவதா என முடிவெடுக்கலாம். சாவி ஒரு ஃபோட்டான் ஜோடியை மட்டும் சார்ந்திருக்காமல் பல ஃபோட்டான் ஜோடிகளை சார்ந்திருக்கும்.

எனவே சாவியின் முழு விவரங்களைத் திருடுவது சாத்தியமில்லை என்றே சொல்லலாம்.

வழக்கமான தகவல் பாதுகாப்பு முறைகள், கணிதப் படிமுறைகளின் (Mathematical Algorithms) அடிப்படையில் இயங்குகின்றன. சக்திவாய்ந்த கணிப்பொறியைக் கொண்டு அந்தப்பாதுகாப்பு முறைகளை தகர்க்கலாம். அதைத் தடுக்க மிகவும் சிக்கலானகணிதப் படிமுறைகள் பயன்படுத்தப்படும். ஆனால், எதிர்காலத்தில் அதிகசக்திவாய்ந்த மீத்திறன் கணிப்பொறிகள் (Super Computers) உருவாக்கப் படும்போது, பாதுகாப்பு முறைகள் மறுபடியும் உடைக்கப்படும். ஆனால், குவாண்டம் தொழில்நுட்பத்தின் அடிப்படையிலான தகவல் பாதுகாப்பு, குவாண்டம் இயற்பியலை அடிப்படையாகக் கொண்டது. எதிர்காலத்தின் மீத்திறன் கணிப்பொறிகளால் குவாண்டம் தகவல் தொடர்பை ஒன்றும் செய்ய முடியாது. எனவேதான், குவாண்டம் தகவல் தொடர்பு பாதுகாப்பான எதிர்கால தொழில்நுட்பமாக உலக அளவில் முக்கியத்துவம் பெற்றுள்ளது.

வெற்றியின் முக்கியத்துவம்

இஸ்ரோ விஞ்ஞானிகள், குவாண்டம் சாவி விநியோக நுட்பத்தின் அடிப்படையில் ஃபோட்டான் ஜோடிகளை உருவாக்கி, அதிலிருந்து பாதுகாப்பான தகவல் பரிமாற்றத்திற்கான சாவியை உருவாக்கி இருக்கிறார்கள். ஜோடி ஃபோட்டான்களில் ஒன்றை 300 மீட்டர் தூரத்திலிருந்த மற்றொரு கட்டிடத்துக்கு ஒளியை பிரதிபலிக்கும் ஆடிகளைப் பயன்படுத்தி திறந்த வெளியில் (Open Space) செலுத்தி இருக்கிறார்கள். பிற நாடுகளில் ஃபோட்டானை ஒளியிழை வடங்களில் (Optic fiber cables) கடத்தும் முயற்சிகள் நடந்ததுண்டு. ஆனால், திறந்தவெளி தகவல் தொடர்பு சிக்கலானது.

ஏனெனில் வளிமண்டலக் காற்றில் கலந்திருக்கிற துகள்களும் வாயுக்களும் ஃபோட்டானின் போக்குவரத்தைப் பாதிக்கும். சூரியக்கதிர்களின் பாதிப்பை தவிர்க்க இஸ்ரோஇந்த சோதனையை இரவில் நடத்தியுள்ளதையும் நாம் கவனிக்க வேண்டும். எனினும் சவாலான சோதனை முயற்சியில் வெற்றி பெற்றிருக்கிறார்கள் நமது விஞ்ஞானிகள்.

குறியீட்டாக்க மென்பொருள் உள்நாட்டிலேயே தயாரிக்கப்பட்டு சோதிக்கப்பட்டிருப்பது கூடுதல் சிறப்பு. மேலும்நேவிக் (Navigation with Indian Constellation-NavIC) என்ற இந்திய வழிகாட்டி செயற்கைக்கோள் தொகுதியின் ஒத்திசைவும் சோதனையின் வெற்றியில் முக்கிய பங்காற்றியுள்ளது.

அடுத்தகட்ட நகர்வு

கடந்த ஆண்டு மார்ச் மாதம் வெற்றிகரமாக முதற்கட்ட சோதனையை நடத்தியது இஸ்ரோ. தொடர்ந்து தற்போது நடந்தேறியுள்ள மேம்பட்ட சோதனையின் வெற்றி இந்திய விண்வெளித் துறையிலும் தகவல் தொழில்நுட்பத் துறையிலும் ஒரு முக்கிய மைல்கல் எனலாம்.

தொடர்ந்து அதிக தூரத்துக்கு தகவல் பரிமாறும் சோதனை முயற்சிகள் செய்யப்படலாம். அதில் ஃபோட்டானின் போக்குவரத்தில் வளிமண்டலமும், சூரிய ஒளியும் ஏற்படுத்தும் பாதிப்புகள் ஆய்வு செய்யப்படலாம். நெடுந்தூரம் பயணிக்க ஏற்ற வகையிலான போட்டானின் உற்பத்தி நுட்பங்களிலும் ஆய்வுகள் தொடரலாம்.

தரையில் ஒரு கட்டிடத்திலிருந்து மற்றொரு கட்டிடத்துக்கு தகவலைப் பரிமாறும் சோதனை முயற்சிகள் படிப்படியாக முன்னேறி, முத்தாய்ப்பாக, செயற்கைக்கோளிலிருந்து நேரடியாக தரை நிலையங்களுக்கு பாதுகாப்பான தகவல் தொடர்பு சாத்தியமாகலாம். அப்படிப்பட்ட நிகழ்வு ஒரு இமாலய தொழில்நுட்பப் பாய்ச்சலாக உலக அளவிலான அதிமுக்கிய நிகழ்வாக இருக்கும். அது பல துறைகளிலும் புதிய தொழில்நுட்பக் கதவுகளை திறக்கும். மானுட வாழ்வு சிறக்கும். அந்த நாள் வெகு தொலைவில் இல்லை.

இந்தியா நிச்சயம் ஜெயிக்கும்!

டாக்டர். வி.டில்லிபாபு

பாதுகாப்பு ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு நிறுவன (டி.ஆர்.டி.ஓ) விஞ்ஞானி. ‘பொறியியல் புரட்சிகள்’ உள்ளிட்ட நூல்களின் ஆசிரியர்.