क्वांटम यांत्रिकी

पिछली शताब्दी में, क्वांटम यांत्रिकी प्रकृति के विभिन्न पहलुओं जैसे परमाणु और उप-परमाणु भौतिकी, क्वांटम प्रकाशिकी और संघनित पदार्थ भौतिकी में घटनाओं की अधिकता को समझने के लिए एक बुनियादी घटक के रूप में उभरी है। कंप्यूटिंग में आधुनिक विकास एलन ट्यूरिंग के काम से शुरू हुआ माना जा सकता है, जबकि सूचना सिद्धांत को क्लाउड शैनन के प्रयासों से आधुनिक विज्ञान के शिखर पर रखा गया था। कंप्यूटिंग और सूचना सिद्धांत के साथ क्वांटम भौतिकी के समामेलन का ऐतिहासिक रूप से EPR (आइंस्टीन, पोडोल्स्की और रोसेन) के कार्यों से पता लगाया जा सकता है, इसके बाद जॉन बेल और चार्ल्स बेनेट द्वारा किए गए प्रयासों में परिणति हुई। विलियम वूटर्स के प्रयासों से इसे और पुख्ता किया गया। पिछले कुछ दशकों में प्रायोगिक विकास ने क्वांटम सूचना के विषय को प्रौद्योगिकी विकास की दहलीज पर ला खड़ा किया है।

क्वांटम सूचना और संगणना

आईआईटी जोधपुर में क्वांटम सूचना और संगणना (क्यूआईसी) में प्रस्तावित अंतःविषय अनुसंधान समूह हमें विविध शैक्षणिक स्थानों के बीच सामंजस्य स्थापित करने की दिशा में ले जाएगा। इस अंतःविषय संयुक्त सहयोग में, हम क्वांटम ऑप्टिक्स और क्वांटम सूचना प्रसंस्करण के बीच एक व्यावहारिक इंटरफ़ेस के परिप्रेक्ष्य से गैर-शास्त्रीय राज्यों में क्वांटम सहसंबंधों का अध्ययन करने का प्रस्ताव करते हैं। इस तरह के सहसंबंध क्वांटम यांत्रिकी और क्वांटम सूचना प्रसंस्करण के मूल सिद्धांतों की शक्ति को समझने और उसका दोहन करने की खोज में एक केंद्रीय स्थान रखते हैं। एक अन्य आयाम कई उपयोगकर्ताओं के बीच साझा संचार नेटवर्क स्थापित करने के लिए मल्टीक्विबिट उलझी हुई अवस्थाओं का विश्लेषण और विशेषताएँ बनाना होगा; क्वांटम कुंजी वितरण, क्वांटम सघन कोडिंग, क्वांटम टेलीपोर्टेशन, क्वांटम क्रिप्टोग्राफी, क्वांटम गेम थ्योरी और क्वांटम सुरक्षित संचार जैसे अनुप्रयोगों में प्रमुख मुद्दों में से एक। समस्या की जटिलता तब और भी बढ़ जाती है जब कोई वास्तविक स्थितियों पर विचार करता है, यानी, मुख्य प्रणाली और पर्यावरण के बीच की बातचीत, जिससे विघटन होता है, जो सामान्य रूप से क्वांटम प्रणालियों की दक्षता पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है। वास्तव में, किसी भी क्वांटम सूचना कार्य के व्यावहारिक कार्यान्वयन के लिए, चुने गए कार्य पर शोर की भूमिका पर विचार करना महत्वपूर्ण है। परिवेशीय शोर के प्रभाव सहित यथार्थवादी परिदृश्यों में क्वांटम यांत्रिकी का व्यवस्थित अध्ययन ओपन क्वांटम सिस्टम के विचारों और तकनीकों का उपयोग करके किया जा सकता है। प्रस्तावित सहयोग में, हम क्वांटम क्रिप्टोग्राफ़िक कार्यों सहित क्वांटम सूचना और संगणना के विभिन्न पहलुओं का अध्ययन करने के लिए ओपन क्वांटम सिस्टम का व्यवस्थित उपयोग करेंगे। क्वांटम सूचना और संगणना समूह में पीएचडी पदों के लिए आवेदन आमंत्रित किए जाते हैं। इच्छुक आवेदक ऑनलाइन आवेदन सबमिशन लिंक के माध्यम से आवेदन कर सकते हैं।

वर्तमान फोकस

QKD: बेनेट और ब्रासर्ड (BB84) और एकर्ट (E91) द्वारा किए गए क्वांटम कुंजी वितरण प्रोटोकॉल को लागू करना। हम इन प्रोटोकॉल के विरुद्ध विभिन्न भौतिक हमलों का भी अध्ययन करेंगे। इसके अलावा, हम कुछ भौतिक हमलों को रोकने के लिए क्रिप्टोग्राफ़िक प्रमाणीकरण तंत्र के साथ संयोजन में इन प्रोटोकॉल का अध्ययन और कार्यान्वयन भी करेंगे।

क्वांटम क्रिप्टो-विश्लेषण: इस कार्य में, हम क्वांटम विरोधियों के विरुद्ध ब्लॉक सिफर और हैश फ़ंक्शन जैसे शास्त्रीय क्रिप्टोग्राफ़िक एल्गोरिदम की सुरक्षा का अध्ययन कर रहे हैं। हम न केवल ऐसी योजनाओं के विरुद्ध नए हमले विकसित कर रहे हैं, बल्कि इन हमलों के लिए क्यूबिट की संख्या और सर्किट की गहराई को भी सटीक रूप से निर्धारित कर रहे हैं।

क्वांटम मेमोरी (गैर-मार्कोवियन): क्वांटम संचार प्रणालियों में मेमोरी की भूमिका का विश्लेषण करने के लिए तकनीकों का विकास।

क्वांटम शोर व्यावहारिक क्वांटम कुंजी वितरण (QKD) की गोपनीयता और मजबूती को कमज़ोर कर सकता है। यह प्रासंगिक क्वांटम संचार प्रणालियों की सुरक्षा की जांच को प्रेरित करता है।