நியூயார்க் குவாண்டம் நெட்வொர்க் சோதனை ‘குவாண்டம் இணையத்தை’ கோட்பாட்டிலிருந்து நகர fiber-க்கு கொண்டு வந்தது

மூன்று-நோட் நெட்வொர்க் point-to-point குவாண்டம் இணைப்புகளைத் தாண்டிய ஒரு படியாக அமைந்தது

ஒரு குவாண்டம் ஸ்டார்ட்அப் மற்றும் ஒரு முக்கிய நெட்வொர்க்கிங் நிறுவனத்துடன் பணியாற்றிய ஆய்வாளர்கள், உள்ளமைந்த fiber-optic கட்டமைப்பைப் பயன்படுத்தி நியூயார்க் நகரத்தில் ஒரு நேரடி குவாண்டம் நெட்வொர்க் காட்டியதாக கூறுகின்றனர். இந்தச் சோதனையில் மூன்று நோடுகள் இணைக்கப்பட்டன, மேலும் குவாண்டம் தகவலைக் கொண்ட photon-களைப் பயன்படுத்தி entanglement பகிரப்பட்டது. இதை அணியினர் குவாண்டம் இணையம் என்ற கருத்தை உண்மையான உலக deployment-க்கு இன்னும் நெருக்கமாகக் கொண்டுவரும் முடிவாக கருதுகின்றனர்.

இந்த அறிவிப்பு முக்கியமானது, ஏனெனில் இத்துறை நீண்ட காலமாக இரு முனைகளுக்கிடையே தனித்த links-களை மட்டும் காட்டி வந்தது. ஆனால் பயன்படத்தக்க ஒரு நெட்வொர்க்குக்கு ஒரு இணைப்பு மட்டும் போதாது. அதற்கு routing, handoffs, மற்றும் பல இடங்களுக்கிடையே entanglement-ஐ நீட்டிக்கவோ அல்லது திருப்பிவிடவோ கூடிய நடுநிலை நோடுகள் தேவை. இந்தப் பரிசோதனையில் விஞ்ஞானிகள் சிறிய அளவில் அதையே செய்ததாக கூறுகின்றனர்.

மூல உரையின்படி, இந்தப் பணியில் ஆராய்ச்சியாளர்கள், குவாண்டம் ஸ்டார்ட்அப் Qunnect, மற்றும் நெட்வொர்க்கிங் நிறுவனம் Cisco ஆகியோர் ஈடுபட்டிருந்தனர். இந்த நெட்வொர்க், சிறப்பு நோக்கத்திற்காக கட்டப்பட்ட அமைப்பல்லாமல், ஏற்கனவே உள்ள physical fiber-இன் மூலம் நியூயார்க்கில் உள்ள மூன்று இடங்களை இணைத்தது. இந்த வடிவமைப்பு தேர்வே இந்தக் காட்டியின் முக்கியத்துவத்தின் மையம்.

மூன்றாவது நோட் கதையை ஏன் மாற்றுகிறது

இந்த அணியினர் 2023-இல் Brooklyn மற்றும் Manhattan இடையே இரண்டு நோடுகளை ஏற்கனவே இணைத்திருந்தனர். அந்த முந்தைய முடிவு, குவாண்டம் signal-கள் உண்மையான நகர கட்டமைப்பின் வழியாகச் செல்ல முடியும் என்பதை காட்டியது. புதிய பரிசோதனை, நடுநிலை hub ஆக செயல்படும் மூன்றாவது நோட்டை சேர்க்கிறது; இதனால் தேவையானபோது வெவ்வேறு நோட் ஜோடிகளுக்கிடையே entanglement swapping மற்றும் routing சாத்தியமாகிறது.

இது ஒரு முக்கியமான கட்டமைப்பு முன்னேற்றம். point-to-point குவாண்டம் இணைப்பு ஒரு proof of principle ஆக பயன்படும், ஆனால் இன்னும் நடைமுறை அர்த்தத்தில் அது நெட்வொர்க் அல்ல. பல-நோட் அமைப்பு மெதுவாக அதைப் போலத் தோன்றத் தொடங்குகிறது. இது, குவாண்டம் தகவல் தொடர்பை ஒரு தனிப்பட்ட dedicated line-இல் சிக்கவைக்காமல், பல நகர இடங்களுக்கிடையே ஒருங்கிணைக்க முடியும் என்பதைக் காட்டுகிறது.

மூல உரை இதை, தேவைக்கேற்ப வெவ்வேறு நோட் ஜோடிகளுக்கு entanglement பகிரக்கூடிய ஒரு சிறிய நெட்வொர்க்காக இரண்டு links-ஐ மாற்றியதாக விவரிக்கிறது. வேறொரு சொல்லில், இந்த சோதனை வெறும் transport அல்ல, orchestration-ஐயும் காட்டியது.

ஒரு குவாண்டம் இணையம் என்ன செய்ய வேண்டும்

குவாண்டம் இணையத்தின் நீண்டகால ஈர்ப்பு வெறும் வேகமான தொடர்பு அல்ல. அதன் மைய வாக்குறுதி பாதுகாப்பு மற்றும் குவாண்டம் நிலைகளின் அடிப்படையில் உருவாகும் விநியோகிக்கப்பட்ட கணக்கீடு அல்லது sensing-இன் புதிய வடிவங்கள். entanglement-அடிப்படையிலான அமைப்புகளில், எந்தவொரு interception அல்லது measurement முயற்சியும் அந்த நிலையை குலைத்து, தலையீடு நடந்ததைக் காட்ட முடியும். அதனால்தான் இந்தக் கருத்து, கண்டறியாமல் hack செய்வது இயற்பியல் ரீதியாக முடியாதது என்று அடிக்கடி கூறப்படுகிறது.

மூல உரை நியூயார்க் முடிவை அதே சூழலில் அமைக்கிறது: தலையீடு தெரிந்துவிடும் என்ற அர்த்தத்தில், நடைமுறையில் unhackable ஆக இருக்கக்கூடிய ஒரு நெட்வொர்க்கின் சாத்தியத்தை நிஜ உலகில் காட்டியது.

இதனால் முழு cybersecurity பிரச்சினை மறைந்துவிடும் என்று அர்த்தமில்லை. உண்மையான அமைப்புகள் இன்னும் hardware, software, authentication, மற்றும் operating procedures-இல் சார்ந்திருக்கும். ஆனால் பாதுகாப்பான குவாண்டம் இணைப்புகள், பாரம்பரிய encryption-ஐ மட்டும் நம்பும் அமைப்புகளிலிருந்து முற்றிலும் வேறுபட்ட அடித்தளத்தை வழங்க முடியும்.

நியூயார்க் ஏன் ஒரு தொடக்க இடமாக பொருத்தமானது

ஆய்வாளர்கள் கூறுவதாவது, Manhattan-இன் அடர்த்தி குவாண்டம் இணையம் உருவாகத் தொடங்கும் முதல் இடங்களில் ஒன்றாக இதை மாற்றக்கூடும். இந்தக் கூற்று அறிவியலோடு மட்டுமல்ல, புவியியல் மற்றும் தேவையோடும் தொடர்புடையது. அடர்த்தியான fiber network, குறுகிய நகர தூரங்கள், மற்றும் நிதி நிறுவனங்கள் போன்ற சாத்தியமான பயனாளர்களின் திரளமை ஆகியவை ஆரம்ப deployment-க்கு சாதகமான சூழலை உருவாக்குகின்றன.

NYU-வின் Center for Quantum Information Physics மற்றும் NYU Quantum Institute-இன் Javad Shabani, மூல உரையில் Manhattan-இன் சுருக்கமான இயற்பியல் அமைப்பு கட்டமைப்பையும் நிறுவனங்களையும் ஒப்பீட்டளவில் குறுகிய வட்டாரத்துக்குள் வைப்பதாகக் குறிப்பிட்டார். இது முக்கியம், ஏனெனில் குவாண்டம் networking இன்னும் தொழில்நுட்ப ரீதியாக கடினமானது, மேலும் deployment செலவு உயர் மதிப்புள்ள பயன்பாடுகளால் நியாயப்படுத்தப்படக்கூடிய இடங்களிலேயே ஆரம்ப use case-கள் தோன்ற வாய்ப்புள்ளது.

தொழில்நுட்பம் மேலும் முதிர்ந்தால், finance, government, research institutions, மற்றும் critical infrastructure operators ஆகியோரும் ஆரம்ப adopters ஆக இருக்கலாம்.

உள்ளமைந்த fiber-ஐ பயன்படுத்துவது முக்கியமான நடைமுறை முடிவு

இந்தக் காட்டியின் மிக முக்கியமான பகுதி, அதற்கு என்ன தேவைப்படவில்லை என்பதாக இருக்கலாம். நெட்வொர்க் ஏற்கனவே உள்ள fiber-optic cables-ல் இயங்கியது. புதிய தொடர்பு தளங்கள் பெரும்பாலும் கட்டமைப்பு நிலையில் தோல்வியடைவதால் இது முக்கியம். ஒரு முன்னேற்றம் theory அல்லது hardware-இல் இருந்தாலும், முழுமையாக வேறு நகர நெட்வொர்க்கை புதிதாகப் பதிக்க வேண்டியிருந்தால் அது குறைவாகவே பயனளிக்கும்.

முன்பே உள்ள கட்டமைப்பைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், இந்தப் பரிசோதனை படிப்படியான deployment-க்கு ஒரு வழியை முன்வைக்கிறது. தற்போதைய telecom corridors, engineering சவால்களை சமாளிக்க முடிந்தால், classical traffic-உடன் சேர்த்து quantum திறன்களையும் வைத்திருக்கலாம்.

அது scale-up எளிதாக இருக்கும் என்பதல்ல. குவாண்டம் signal-கள் நுட்பமானவை, network timing, loss, மற்றும் சுற்றுச்சூழல் சத்தம் இன்னும் கடுமையான சிக்கல்கள். ஆனால் இந்தக் காட்டி ஒரு பெரிய எதிர்ப்பை குறைத்துள்ளது: குவாண்டம் networking தற்போதைய தொடர்பு அமைப்புகளிலிருந்து இவ்வளவு தூரத்தில் இருக்கிறது என்பதால், ஆய்வகத்திற்கு வெளியே அது நடைமுறையல்ல என்பதைக்.

முக்கியமான எச்சரிக்கைகள் இன்னும் உள்ளன

மூல உரையின்படி, இந்தக் கண்டுபிடிப்புகள் பிப்ரவரி 17 அன்று arXiv-இல் பதிவேற்றப்பட்ட ஒரு ஆய்வில் விவரிக்கப்பட்டன. அதனால் இது peer-reviewed வெளியீட்டுக்கு பதிலாக preprint வழியாக விவாதிக்கப்படுகிறது. விரைந்து நகரும் தொழில்நுட்பத் துறைகளில் preprint-கள் முக்கியமானவைதான், ஆனால் அவை எச்சரிக்கையையும் தேவைப்படுத்துகின்றன.

ஒரு சிறிய நகர நெட்வொர்க் காட்டி மற்றும் அளவிடப்பட்ட, வலுவான சேவைக்கு இடையிலும் இடைவெளி உள்ளது. Quantum repeaters, நீண்ட தூர நிலைத்தன்மை, interoperability, மற்றும் செயல்பாட்டு பொருளாதாரம் போன்றவை பெரிய அளவில் இன்னும் தீரப்படாதவை. மூன்று-நோட் நெட்வொர்க் ஒரு மைல்கல்; முடிந்த தளம் அல்ல.

இருப்பினும், சரியான bottleneck-களை அது தொடும்போது மைல்கற்கள் முக்கியம். இங்கு bottleneck என்பது இரண்டு புள்ளிகள் குவாண்டம் தகவலைப் பரிமாற முடியுமா என்பதல்ல, மாறாக ஒரு live network, network போல செயல்படத் தொடங்க முடியுமா என்பதுதான்.

ஆய்வக வாக்குறுதியிலிருந்து கட்டமைப்பு கேள்விவரை

குவாண்டம் இணையம் பெரும்பாலும் கோட்பாட்டுச் சொற்களிலோ அல்லது எதிர்காலக் கனவுகளிலோ விவாதிக்கப்பட்டதால், அதை தொலைதூர கருத்தாகவே பார்க்க எளிதாக இருந்தது, ஒரு engineering program ஆக அல்ல. நியூயார்க் சோதனை அந்த framing-ஐ எதிர்க்கிறது. இது குவாண்டம் networking-ஐ ஒரு பழக்கமான சூழலில் வைத்துள்ளது: நகர fiber, வணிக கூட்டாளர்கள், பல நோடுகள், மற்றும் routing logic-இன் தொடக்கம்.

இந்த மாற்றம் முக்கியம்; ஏனெனில் கட்டமைப்பு தொழில்நுட்பங்கள் முழுமையாக perfect ஆனபோது அல்ல, மாறாக அவை ஏற்கனவே உள்ள அமைப்புகள் மற்றும் தேவை pattern-களில் பொருந்தத் தொடங்கும் போது தான் நிஜமாகின்றன. அடர்த்தியான, உயர்மதிப்புள்ள நகர சூழல், அந்த மாற்றம் தொடங்கும் இடம் ஆகக் கூடும்.

இந்தச் சோதனை, ஒரு மாநகர குவாண்டம் இணையம் விரைவில் வரப்போகிறது என்று நிரூபிக்கவில்லை. ஆனால் பிரச்சினை இப்போது அதிகமாக operational ஆகவும், குறைவாக hypothetical ஆகவும் மாறுகிறது என்பதை இது காட்டுகிறது. ஆய்வாளர்கள் இனி குவாண்டம் நிலைகள் ஆய்வகத்துக்கு வெளியே உயிர்வாழுமா என்பதை மட்டும் கேட்கவில்லை. உள்ள கட்டமைப்பை பயன்படுத்தி அவற்றை நகர அளவிலான தொடர்பு அமைப்புகளாக ஒழுங்குபடுத்த முடியுமா என்பதைச் சோதிக்கிறார்கள்.

வருங்கால பரிசோதனைகள் இந்தத் தார்க்கிகத்தை மேலும் விரித்தால், குவாண்டம் networking என்ற கருத்து சிறப்பு இயற்பியல் ஆராய்ச்சியிலிருந்து உண்மையான telecom deployment-இன் ஆரம்பத் திட்டமிடலுக்குத் தொடர்ந்து நகரலாம். இந்த நியூயார்க் காட்டி இன்னும் சிறியது, ஆனால் இது சரியான திசையில் எடுத்த சிறிய முடிவு: தனித்த links-இலிருந்து உண்மையில் பயன்படுத்தக்கூடிய நெட்வொர்க்குகளுக்குத் திசைதிருப்புவது.

இந்தக் கட்டுரை Live Science செய்திப்பரப்பின் அடிப்படையில். மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.