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English — अंग्रेज़ी में पढ़ेंक्वांटम विज्ञान और प्रौद्योगिकी
यहाँ से शुरू करें में क्वांटम अवधारणाएँ समझाई गई हैं, क्यूबिट, सुपरपोज़िशन, एंटैंगलमेंट और डीकोहेरेंस। इसके बाद यह विषय राष्ट्रीय मिशन और उसके हब, क्वांटम कंप्यूटर, क्वांटम संचार और क्रिप्टोग्राफी, तथा क्वांटम संवेदन पर चलता है। प्रारंभिक परीक्षा में क्यूबिट के बारे में और राष्ट्रीय क्वांटम मिशन के लक्ष्यों तथा हबों के बारे में पूछा जा चुका है।
UPSC पूछ चुका है
- Prelims 2025: Majorana 1 चिप और क्वांटम कंप्यूटिंग
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समाचार चाहे जो हो, इस विषय से परीक्षा में यही पूछा जाता है।
क्वांटम अवधारणाएँ: क्यूबिट, सुपरपोज़िशन, एंटैंगलमेंट, डीकोहेरेंस
Copy link to क्वांटम अवधारणाएँ: क्यूबिट, सुपरपोज़िशन, एंटैंगलमेंट, डीकोहेरेंसPrelims and Mainsजोड़ा गया 20 September
चिरसम्मत बिट 0 या 1 होता है; क्यूबिट (qubit), यानी क्वांटम बिट, ऐसी कोई प्रणाली है जैसे इलेक्ट्रॉन का चक्रण या अतिचालक परिपथ, जो मापे जाने तक सुपरपोज़िशन में रह सकती है, अर्थात एक ही समय में 0 और 1 का संयोजन; मापे जाने पर वह एक ही उत्तर देती है। दो क्यूबिट एंटैंगल हो सकते हैं, जिससे एक को मापने पर दूसरा भी नियत हो जाता है, चाहे वे कितनी भी दूर हों; आइंस्टीन ने इसे भुतहा कहा था और प्रयोगों ने इसकी पुष्टि की है। क्वांटम कंप्यूटर इन दोनों का उपयोग करके कई संभावनाओं पर एक साथ काम करता है, जो गुणनखंडन, खोज और अणुओं के अनुकरण में ऐसी गति का वादा करता है जिसकी बराबरी कोई चिरसम्मत मशीन नहीं कर सकती। बाधा है डीकोहेरेंस (decoherence): पर्यावरण से कोई भी व्यवधान सुपरपोज़िशन को ढहा देता है, इसलिए क्यूबिट को अलग रखना पड़ता है, प्रायः परम शून्य के निकट, और एक विश्वसनीय क्यूबिट के लिए कई भौतिक क्यूबिट लगाकर त्रुटियाँ सुधारनी पड़ती हैं। क्वांटम संचार इसी नाज़ुकपन को शक्ति बनाता है: क्वांटम कुंजी पर सेंध लगाने वाला उसे विचलित कर देता है और पकड़ा जाता है।
एन्क्रिप्शन पर क्वांटम ख़तरे के दो उत्तर
| Quantum Key Distribution | Post quantum cryptography | |
|---|---|---|
| What it is | a physical way to share a secret key using photons | new mathematical algorithms run on ordinary computers |
| What protects it | the laws of physics: measuring the key disturbs it | hardness of problems no known quantum algorithm solves |
| Needs | dedicated fibre or line of sight, or a satellite; special hardware | a software update |
| Range | tens to a few hundred km per link; satellites for more | unlimited |
| Ready today | demonstrations and pilot networks | standards published 2024, deployment under way |
| India | National Quantum Mission's 2,000 km network target, DRDO and ISRO demonstrations | adoption by banks and government systems is the next step |
- हार्डवेयर के रास्ते: अतिचालक परिपथ (IBM, Google), प्रग्रहित आयन, फोटॉन और अर्धचालक चक्रण; हर एक में गति, त्रुटि दर और विस्तार की सरलता के बीच समझौता है। “क्वांटम एडवांटेज” वह कार्य है जो किसी भी चिरसम्मत कंप्यूटर से तेज़ी से किया जाए, जिसका पहला दावा Google ने 2019 में किया था।
- Quantum Key Distribution कुंजी को फोटॉन के रूप में भेजती है; BB84 प्रोटोकॉल सेंध को पकड़ लेता है, क्योंकि फोटॉन को मापने से वह बदल जाता है। भारत ने 100 km फाइबर पर (DRDO (रक्षा अनुसंधान एवं विकास संगठन), 2022) और मुक्त आकाश में (ISRO (भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन), 2021) QKD का प्रदर्शन किया है, और राष्ट्रीय क्वांटम मिशन का लक्ष्य उपग्रह QKD तथा 2,000 km का फाइबर नेटवर्क है।
- Post quantum cryptography दूसरा बचाव है: सामान्य गणित, जिसे इसलिए चुना गया क्योंकि कोई ज्ञात क्वांटम एल्गोरिदम उसे नहीं तोड़ पाता; संयुक्त राज्य अमेरिका ने पहले तीन एल्गोरिदम अगस्त 2024 में मानकीकृत किए, और यह जिस ख़तरे का उत्तर है वह है “अभी संचित करो, बाद में विकोडित करो”।
- क्वांटम संवेदन व्यवधान के प्रति इसी संवेदनशीलता का उपयोग करके समय, गुरुत्व और चुंबकीय क्षेत्रों को किसी भी चिरसम्मत संवेदक से अधिक सूक्ष्मता से मापता है, जो उपग्रहों के बिना नौवहन और चिकित्सा इमेजिंग के लिए उपयोगी है।
- राष्ट्रीय क्वांटम मिशन, जिसे अप्रैल 2023 में 2031 तक के लिए 6,003.65 करोड़ रुपये के साथ स्वीकृति मिली, का लक्ष्य 50 से 1,000 क्यूबिट के मध्यम स्तरीय कंप्यूटर, 2,000 km से अधिक पर QKD, और चार विषयगत केंद्र हैं: कंप्यूटिंग के लिए IISc बेंगलुरु, संचार के लिए IIT (भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान) मद्रास, संवेदन के लिए IIT मुंबई और पदार्थों के लिए IIT दिल्ली।
मुख्य परीक्षा: क्वांटम प्रौद्योगिकी एक ही भौतिकी पर लगे तीन अलग दाँव हैं, कंप्यूटिंग, संचार और संवेदन; भारत का मिशन तीनों को धन देता है, पर निकट भविष्य का लाभ संचार और संवेदन में है, जहाँ भौतिकी सिद्ध है और अड़चन अभियांत्रिकी की है।
UPSC पूछ चुका है
- Prelims 2022: वह संदर्भ जिसमें क्यूबिट शब्द का प्रयोग होता है
यह भी देखें: राष्ट्रीय क्वांटम मिशन · Entanglement sudden death · C-DOT के क्वांटम सुरक्षा उत्पाद · प्रॉम्प्ट इंजेक्शन और ASCII स्मगलिंग
राष्ट्रीय क्वांटम मिशन
Copy link to राष्ट्रीय क्वांटम मिशनPrelims and Mains
राष्ट्रीय क्वांटम मिशन वह धन और ढाँचा है जिसके पीछे भारत आज क्वांटम प्रौद्योगिकी में जो कुछ करता है उसका बड़ा भाग है। यह 2023 में स्वीकृत हुआ, इसे विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग चलाता है, और यह चार विषयगत हब के माध्यम से काम करता है, जिनमें से हर एक का नेतृत्व एक संस्थान करता है।
- इसका लक्ष्य आठ वर्षों में 50 से 1,000 भौतिक क्यूबिट वाले मध्यम पैमाने के क्वांटम कंप्यूटर हैं।
- इलेक्ट्रॉनिक्स और सूचना प्रौद्योगिकी मंत्रालय Qniverse चलाता है, जो एक क्वांटम कंप्यूटिंग मंच है।
क्वांटम कंप्यूटिंग
- Indian Institute of Science (IISc), Bengaluru
- With the Centre for Development of Advanced Computing (C-DAC)
क्वांटम संचार
- Indian Institute of Technology (IIT) Madras
- With the Centre for Development of Telematics (C-DOT)
क्वांटम संवेदन और मापविज्ञान
- IIT Bombay
क्वांटम पदार्थ और उपकरण
- IIT Delhi
क्या बदला
12 Aug 2026
- 23 और क्वांटम शिक्षण प्रयोगशालाएँ स्थापित की जा रही हैं।
- अखिल भारतीय तकनीकी शिक्षा परिषद (AICTE) ने स्नातक माइनर और एम.टेक कार्यक्रम जोड़े हैं।
- रक्षा अनुसंधान एवं विकास संगठन (DRDO) ने एक Quantum Random Number Generator और एक क्वांटम प्रोसेसर नियंत्रक उद्योग को हस्तांतरित किया है।
PIB, 12 Aug 2026: National Quantum Mission: hubs and progress (opens in a new tab)
30 Jul 2026Update
- यह मिशन अब चार हब में फैले 86 संस्थानों तक पहुँचता है: कंप्यूटिंग, संचार, संवेदन एवं मापविज्ञान, तथा पदार्थ एवं उपकरण। परिव्यय 2030 से 31 तक ₹6,003.65 करोड़ है, और 17 स्टार्टअप को सहायता दी गई है।
PIB, 30 Jul 2026: PARLIAMENT QUESTION: NATIONAL QUANTUM MISSION (opens in a new tab)
UPSC पूछ चुका है
- Prelims 2026: मिशन का क्यूबिट लक्ष्य और उसके चार विषयगत हब
अतिरिक्त पठन: National Quantum Mission (DST)
Entanglement sudden death
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क्वांटम उलझाव (quantum entanglement) डीकोहेरेंस (decoherence) के कारण तब क्षीण होता है जब कण अपनी निम्नतम अवस्था की ओर क्षय करते हैं। Entanglement sudden death उसका परिमित समय पर पूर्ण लोप है, उस क्षय के पूरा होने से पहले।
क्या बदला
7 Sep 2026
- बेंगलुरु के रमन अनुसंधान संस्थान ने मिशन के वित्तपोषण से दिखाया कि सही समय पर किया गया एक फ्लिप entanglement sudden death को रोक सकता है, टाल सकता है या जल्दी ला सकता है।
- अवस्थाओं को फोटॉनों ने वहन किया, जिसमें ऊर्ध्वाधर ध्रुवण उत्तेजित अवस्था और क्षैतिज ध्रुवण मूल अवस्था का प्रतीक था।
- यह फ्लिप बीच में दोनों अवस्थाओं की आबादी की अदला बदली कर देता है, इसलिए समय स्वयं एक नियंत्रण संसाधन बन जाता है, जिसके लिए किसी नए हार्डवेयर की आवश्यकता नहीं।
C-DOT के क्वांटम सुरक्षा उत्पाद
Copy link to C-DOT के क्वांटम सुरक्षा उत्पादPrelims and Mains
आज के कूटलेखन को तोड़ सकने वाला क्वांटम कंप्यूटर अभी नहीं है, पर आज दर्ज किया गया ट्रैफ़िक रखा जा सकता है और ऐसा कंप्यूटर बन जाने पर पढ़ा जा सकता है। भारत के उत्तर का एक आधा हिस्सा भौतिक है और एक गणितीय, और C-DOT दोनों बनाता है।
क्या बदला
31 Aug 2026
- C-DOT ने 14 स्वदेशी क्वांटम सुरक्षा उत्पाद प्रस्तुत किए।
- इनमें फाइबर आधारित Quantum Key Distribution (QKD) प्रणालियाँ, एक मापन उपकरण स्वतंत्र QKD प्रणाली और एक स्वदेशी एकल फोटॉन संसूचक शामिल हैं।
- इसके क्वांटम सुरक्षित एन्क्रिप्टर राष्ट्रीय मानक एवं प्रौद्योगिकी संस्थान (NIST) द्वारा मानकीकृत Post-Quantum Cryptography एल्गोरिदम पर 200 Gbps तक काम करते हैं।
PIB, 31 Aug 2026: C-DOT launches 14 indigenous quantum-security products (opens in a new tab)
भारत से क्वांटम एडवांटेज का दावा
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क्वांटम एडवांटेज वह परिणाम है जिस तक कोई क्वांटम कंप्यूटर किसी भी ज्ञात चिरसम्मत विधि से तेज़ी से पहुँचता है, और Quantum Advantage Tracker किसी दावे को अधिक्रमित मान लेता है यदि बाद में कोई चिरसम्मत विधि उसकी बराबरी कर ले; क्वांटम कंप्यूटर अंकगणित में कमज़ोर और क्वांटम निकायों के अनुकरण में अच्छे होते हैं, और इसी कारण ऐसे दावे पहले भौतिकी में आते हैं।
क्या बदला
12 Jul 2026New subject
- बिड़ला प्रौद्योगिकी एवं विज्ञान संस्थान (BITS) पिलानी की एक टीम ने IBM के साथ मिलकर प्रबल नाभिकीय बल के अंतर्गत क्वार्क और ग्लूऑन के व्यवहार का 120 क्यूबिट पर 20 सेकंड में अनुकरण किया, जबकि चिरसम्मत गणना से इसमें लगभग दो घंटे लगते।
- क्वांटम एडवांटेज ट्रैकर पर यह किसी भारतीय प्रयोगशाला का पहला सक्रिय दावा है।
The Hindu, 12 Jul 2026: Indian lab designs quantum algorithm to beat computers (opens in a new tab) · PIB, 29 Jul 2026: PARLIAMENT QUESTION: DEVELOPMENT OF QUANTUM ALGORITHMS BY INDIAN RESEARCH INSTITUTIONS (opens in a new tab)