लॅबच्या बाहेर क्वांटम नेटवर्किंग चालू करण्यासाठी Qunnect च्या प्रयत्नांना DARPA ची साथ

क्वांटम नेटवर्किंगच्या कठीण भागावर DARPA चा विश्वास

पुरवलेल्या स्रोत मजकुरानुसार, ट्रान्झिटदरम्यान क्वांटम डेटा जतन करणारी तंत्रज्ञान पुढे नेण्यासाठी Defense Advanced Research Projects Agency ने क्वांटम नेटवर्किंग कंपनी Qunnect सोबत करार केला आहे. हा प्रयत्न वर्षानुवर्षे या क्षेत्राला मर्यादित ठेवणाऱ्या समस्येवर केंद्रित आहे: क्वांटम माहिती ही पारंपरिक डिजिटल ट्रॅफिकपेक्षा खूपच नाजूक आहे, आणि तिला वास्तविक-जगातील नेटवर्कवर विश्वासार्हपणे हलवणे हे अजूनही एक प्रमुख अभियांत्रिकी अडथळा आहे.

या अनुदानातून Qunnect ला त्याच्या Carina क्वांटम नेटवर्किंग प्रणालीची आणखी तैनाती करण्यासाठी नवे निधी मिळाले आहेत. स्रोत सामग्रीमध्ये ना DARPA ना Qunnect यांनी कराराचे मूल्य जाहीर केले, आणि DARPA ने या पुरस्कारावर टिप्पणी करण्यास नकार दिला. डॉलरची रक्कम नसली तरी संदेश स्पष्ट आहे. एजन्सी अमूर्त क्वांटम सिद्धांतावर नव्हे, तर उपयुक्त क्वांटम इंटरनेटसाठी आवश्यक असलेल्या व्यावहारिक ट्रान्समिशन थरावर लक्ष केंद्रित करणाऱ्या कामाला पाठिंबा देत आहे.

तो फरक महत्त्वाचा आहे, कारण अनेक क्वांटम घोषणा प्रोसेसर, अल्गोरिदम, किंवा प्रयोगशाळेतील प्रात्यक्षिकांवर केंद्रित असतात. नेटवर्किंग वेगळे आहे. त्याला अंतर, पायाभूत सुविधांतील त्रुटी, पर्यावरणीय आवाज, आणि कार्यात्मक गुंतागुंत सहन करावी लागते. तोपर्यंत क्वांटम प्रणाली व्यापक संवाद आर्किटेक्चरचे घटक न होता स्वतंत्र बेटांसारख्या राहतात.

क्यूबिट ट्रॅफिक इतके अवघड का आहे

पारंपरिक नेटवर्क तुलनेने मजबूत बिट्स हलवतात. क्वांटम नेटवर्कना क्यूबिट्स हलवावे लागतात, जे स्रोताच्या वर्णनानुसार पारंपरिक बिट्सपेक्षा नैसर्गिकरित्या अधिक नाजूक असतात. एका नोडमधून दुसऱ्याकडे माहिती पाठवताना entanglement जपणे हे व्यवहार्य क्वांटम नेटवर्क मोठ्या प्रमाणावर नेण्यातील सततचा अडथळा राहिला आहे.

व्यावहारिक दृष्टीने, समस्या फक्त क्वांटम माहिती तयार करणे अवघड आहे एवढीच नाही. समस्या ही आहे की ती माहिती गंतव्यापर्यंत पोहोचण्याआधीच सामान्य परिस्थितींमुळे खराब होऊ शकते. स्रोत मजकूरात उष्णता, वारा, आणि दैनंदिन फायबर हालचाल यांसारख्या पर्यावरणीय घटकांना entanglement नष्ट होण्याची कारणे म्हणून दाखवले आहे. ही काही दुर्मिळ टोकाची उदाहरणे नाहीत. या वास्तविक पायाभूत सुविधांच्या नेहमीच्या परिस्थिती आहेत.

म्हणूनच नेटवर्किंगचे आव्हान इतके निर्णायक आहे. फक्त निर्मळ प्रयोगशाळा परिस्थितीत चालणारी क्वांटम लिंक थेट क्षेत्रीय तैनातीमध्ये रूपांतरित होत नाही. लष्करी, सरकारी, आणि व्यावसायिक वापरकर्त्यांसाठी मापदंड हा नाही की क्वांटम डेटा काहीही करून पाठवता येतो का, तर तो विद्यमान नेटवर्कवर पुरेशी स्थिरता ठेवून वारंवार पाठवता येतो का, जेणेकरून प्रत्यक्ष ऑपरेशन्सना पाठिंबा मिळू शकेल.

Carina कशासाठी डिझाइन केली आहे

स्रोताप्रमाणे, Carina सुरक्षितपणे क्वांटम डेटा पाठवण्याशी संबंधित अनेक प्रमुख अभियांत्रिकी समस्यांवर काम करते. ती खोलीच्या तापमानावर कार्य करते, पर्यावरणीय आवाज स्थिर करण्याचा प्रयत्न करते, आणि ट्रान्समिशनदरम्यान entanglement टिकवून ठेवण्यासाठी डिझाइन केली आहे. Qunnect चे मुख्य कार्यकारी Noel Goddard यांनी सांगितले की ही प्रणाली भूमिगत आणि हवाई दोन्ही फायबरवर real time मध्ये आवाज रद्द करते, ज्यामुळे खास उद्देशाने तयार केलेल्या फायबरची गरज न पडता विद्यमान पायाभूत सुविधांवर entanglement वितरण शक्य होते.

हा शेवटचा मुद्दा कदाचित रणनीतिकदृष्ट्या सर्वात महत्त्वाचा आहे. क्वांटम नेटवर्किंगसाठी स्वतंत्र फायबर पायाभूत सुविधा उभारणे तैनातीचा वेग तीव्रपणे मर्यादित करेल आणि खर्च वाढवेल. जग आधीच वापरत असलेल्या त्याच पायाभूत सुविधेवर कार्य करू शकणाऱ्या प्रणालीकडे प्रात्यक्षिकापासून स्वीकारापर्यंतचा अधिक स्पष्ट मार्ग असतो. स्रोतामध्ये Goddard यांचे असेही उद्धरण आहे की Qunnect ने सुरुवातीपासूनच विद्यमान पायाभूत सुविधांवर चालणारी साधने डिझाइन करण्याची बांधिलकी घेतली, आणि नंतर पाच वर्षे व्यावहारिक विश्वासार्हतेवर लक्ष केंद्रित केले.

स्रोतामध्ये वर्णन केल्यानुसार, अशा प्रकारचा आवाज real time मध्ये रद्द करणारे Carina हे एकमेव व्यावसायिक उत्पादन असल्याचा Qunnect चा दावा आहे. हा लेख त्या विधानाची स्वतंत्र पडताळणी करत नाही, पण तो त्याला शहरांमधील Qunnect च्या तैनाती, खासगी क्षेत्रातील भागीदाऱ्या, आणि सरकारी संस्थांकडून वाढत्या समर्थनाच्या संदर्भात ठेवतो.

विशिष्ट तांत्रिक लक्ष्य: polarization compensation

कराराअंतर्गत, Qunnect विशेषतः Carina च्या polarization compensation nodule चे परिष्करण करेल, ही अंतर्गत प्रणाली डेटा ट्रान्समिशनमधील विकृती कमी करण्यास मदत करते. स्रोत हा घटक कसा रचलेला आहे यावर खोलात जात नाही, पण अर्थ स्पष्ट आहे: क्वांटम नेटवर्किंगचे कार्यप्रदर्शन फक्त क्यूबिट्स निर्माण आणि पाठवण्यावरच नाही, तर फायबरची स्थिती बदलत असताना त्या संकेतांची fidelity टिकवण्यावरही अवलंबून आहे.

Polarization drift आणि संबंधित विकृती बाहेरून किरकोळ वाटणाऱ्या, पण नेटवर्कच्या विश्वासार्हतेमध्ये निर्णायक ठरणाऱ्या समस्या आहेत. प्रयोगशाळेत त्यांचे हाताने किंवा अतिशय नियंत्रित परिस्थितीत समायोजन केले जाऊ शकते. चालू नेटवर्कला हे समायोजन सातत्याने आणि स्वयंचलितपणे आवश्यक असते. DARPA जर या क्षेत्रात परिष्करणासाठी निधी देत असेल, तर एजन्सी signal stabilization ला prototype प्रणाली आणि मोठ्या प्रमाणावर चालणाऱ्या नेटवर्क्स यांच्यातील एक महत्त्वाची अट मानते, असे सूचित होते.

हे प्रगत संप्रेषणातील व्यापक वास्तवाशी सुसंगत आहे: अनेक क्रांतिकारी तंत्रज्ञान मूलभूत विज्ञान चुकत असल्यामुळे अडकत नाहीत, तर सहाय्यक प्रणाली सामान्य कार्यस्थितीत कार्यक्षमता स्थिर ठेवू शकत नाहीत म्हणून अडकतात. क्वांटम नेटवर्किंग अगदी त्याच टप्प्यावर असल्याचे दिसते.

Proof of concept पासून उपयोगी नेटवर्कपर्यंत

स्रोत सामग्रीत सतत जाणवणारी सर्वात मजबूत थीम म्हणजे प्रात्यक्षिके आणि विश्वासार्ह सेवा यातील फरक. Goddard म्हणतात की विश्वासार्हताच proof-of-concept प्रयोगांना उपयोगी नेटवर्क्सपासून वेगळे करेल. हे कठोर, पण विश्वासार्ह मूल्यांकन आहे. क्वांटम नेटवर्किंगने वर्षानुवर्षे तांत्रिक टप्पे गाठले आहेत, पण यशस्वी प्रयोग आणि प्रत्यक्ष तैनात क्षमतेमधील दरी अजूनही मोठी आहे.

DARPA चा सहभाग महत्त्वाचा आहे, कारण ही संस्था अशा तंत्रज्ञानांवर लक्ष केंद्रित करते जी शेवटी mission-relevant प्रणालींना मदत करू शकतात, विशेषतः जिथे सुरुवातीचे सार्वजनिक निधी संशोधन आणि तैनाती यांच्यातील अंतर भरून काढू शकते. विश्वासार्ह क्वांटम नेटवर्क भविष्यातील सुरक्षित संवाद, distributed sensing, आणि माहिती वाहून नेणाऱ्या क्वांटम अवस्थांना नष्ट न करता पाठवण्यावर अवलंबून असलेल्या इतर अनुप्रयोगांसाठी महत्त्वाचे ठरू शकते.

स्रोत हे परिणाम लवकर येतील असे सांगत नाही, आणि हा करार क्वांटम इंटरनेटकडे जाणारी अंतिम पायरी आहे असेही मांडत नाही. त्याऐवजी, क्वांटम डेटा वाहतूक पुरेशी स्थिर बनवण्यासाठी आवश्यक असलेल्या मूलभूत कामाचा हा भाग असल्याचे ते स्पष्ट करते, ज्यामुळे स्केलिंग शक्य होईल. हे जाहीरनामे वाचण्याचा अधिक संयत, पण अधिक उपयोगी मार्ग आहे.

पूर्ण नेटवर्क नाही, तर एक व्यावहारिक टप्पा

Qunnect सोबतचा करार हा पायाभूत सुविधांचा एक टप्पा म्हणून समजायला हवा. मथळा असा नाही की क्वांटम नेटवर्किंग आले आहे, तर सर्वात हट्टी कार्यात्मक समस्यांपैकी एकाला आता लक्ष केंद्रीत संघीय पाठिंबा मिळत आहे. खोलीच्या तापमानावर चालणाऱ्या आणि विद्यमान फायबरसाठी डिझाइन केलेल्या प्रणालीची तैनाती आणि परिष्करणास पाठिंबा देऊन DARPA अभियांत्रिकी व्यवहार्यतेला प्रयोगशाळेतील शुद्धतेपेक्षा प्राधान्य देणाऱ्या दृष्टिकोनामागे वजन टाकत आहे.

तो दृष्टिकोन यशस्वी झाला, तर क्वांटम नेटवर्किंगचा पुढचा टप्पा कसा दिसेल हे ठरवण्यास मदत होऊ शकते: वेगळ्या ब्रेकथ्रूंवर कमी, आणि नाजूक क्वांटम वर्तनाला वास्तविक जगाच्या संपर्कात टिकवून ठेवण्यावर अधिक. हीच ती मर्यादा आहे जी प्रत्येक महत्त्वाकांक्षी नेटवर्किंग तंत्रज्ञानाला अखेर ओलांडावी लागते. क्वांटम संवादात DARPA च्या ताज्या हालचालींवरून स्पर्धा आता तिथे केंद्रित झाल्याचे दिसते.

• DARPA ने Qunnect ला त्याची Carina क्वांटम नेटवर्किंग प्रणाली अधिक तैनात करण्यासाठी निधी दिला.
• मुख्य आव्हान म्हणजे ट्रान्समिशनदरम्यान नाजूक क्वांटम डेटा आणि entanglement जपणे.
• Qunnect म्हणते की Carina खोलीच्या तापमानावर काम करते आणि पर्यावरणीय आवाज real time मध्ये रद्द करते.
• कराराचा उद्देश ट्रान्समिशन विकृती कमी करण्यासाठी polarization compensation घटकाचे परिष्करण करणे आहे.

हा लेख Defense One च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.