डिजिटल दुनिया में सुरक्षा पारंपरिक रूप से डेटा की सुरक्षा के लिए गणितीय समीकरणों पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, ऑनलाइन क्रेडिट कार्ड का उपयोग करते समय जानकारी एक जटिल गणितीय समस्या द्वारा सुरक्षित होती है जिसे आधुनिक कंप्यूटर को हल करने में हजारों साल लगेंगे। हालांकि, यदि पर्याप्त शक्तिशाली कंप्यूटर बनाया जाता है, तो यह सुरक्षा काम करना बंद कर देगी। प्रणालियों को अधिक विश्वसनीय बनाने के लिए, क्वांटम सुरक्षा की ओर बदलाव बढ़ रहा है, जो पारंपरिक गणित के बजाय क्वांटम भौतिकी के अपरिवर्तनीय नियमों का उपयोग करता है।
यूसी सांता बारबरा (यूएसए) के प्रभांजन अनंत और यूसीएलए (यूएसए) के अमित साहय ने एक ऐसी विधि का वर्णन किया है जो इस क्वांटम सुरक्षा को तेज और अधिक कुशल बनाती है। उनका काम arXiv सर्वर पर प्रीप्रिंट के रूप में प्रकाशित हुआ है और अभी तक सहकर्मी समीक्षा से नहीं गुजरा है।
विधि कैसे काम करती है
यह प्रणाली क्लोनिंग निषेध प्रमेय पर आधारित है - क्वांटम भौतिकी का एक मौलिक नियम जो अज्ञात क्वांटम स्थिति की समान प्रतिलिपि बनाने की भौतिक असंभवता स्थापित करता है। यह सामान्य डिजिटल दुनिया के बिल्कुल विपरीत है, जहां किसी भी फ़ाइल को अनंत बार पूरी तरह से कॉपी किया जा सकता है।
इस सिद्धांत के आधार पर, अनंत और साहय ने एक बिट संदेश - एक साधारण 0 या 1 - को क्वांटम एन्क्रिप्टेड टेक्स्ट में एन्क्रिप्ट करने का एक तरीका विकसित किया। गुप्त डिजिटल कुंजी छिपे हुए बिट को क्वांटम अवस्थाओं की अनुक्रम के साथ मिलाती है। जब इन अवस्थाओं को एक साथ मापा जाता है, तो वे गुप्त बिट को प्रकट करते हैं। अधिकृत प्राप्तकर्ता सही संदेश प्राप्त करने के लिए उसी कुंजी का उपयोग करता है ताकि अवस्थाओं को पढ़ा जा सके।
इंटरसेप्शन क्यों विफल होता है
इस प्रणाली को एक विशिष्ट प्रकार के हमले को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें हमलावर डेटा को इंटरसेप्ट करता है और उसे दो सहयोगियों के बीच विभाजित करता है। क्वांटम भौतिकी के नियमों के अनुसार, क्वांटम डेटा को विभाजित करने का कोई भी प्रयास जानकारी को बाधित करता है, जिससे दोनों सहयोगियों के लिए रहस्य पढ़ना असंभव हो जाता है।
भले ही सहयोगी बाद में गुप्त कुंजी प्राप्त कर लें, क्वांटम भौतिकी उन्हें संदेश को विश्वसनीय रूप से पुनर्स्थापित करने की अनुमति नहीं देती है। शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि जितनी अधिक क्वांटम अवस्थाएं उपयोग की जाती हैं, दोनों के लिए छिपे हुए बिट का सही निर्धारण की संभावना उतनी ही करीब यादृच्छिक सिक्के की संभावनाओं - 50/50 - के होती है। जब परिणाम यादृच्छिकता से अधिक नहीं होता है, तो एन्क्रिप्शन अपना कार्य करता है।
अनंत और साहय के लेख में दावा करते हैं कि उनका दृष्टिकोण पिछली सीमाओं को पार करता है: 'हमने सभी अपवादों को दूर कर दिया है, यह दिखाते हुए कि एक प्रभावी, एकल-उपयोग और सूचना सिद्धांत के दृष्टिकोण से सुरक्षित गैर-क्लोन करने योग्य एन्क्रिप्शन मौजूद है।' लेखकों ने यह भी जोर दिया कि 'स्कीम घातीय रूप से सुरक्षित है', क्योंकि प्रत्येक अतिरिक्त उपयोग की गई क्वांटम अवस्था के साथ सुरक्षा बढ़ती है।
