राष्ट्रीय क्वांटम मिशन (NQM): क्वांटम अर्थव्यवस्था खड़ी करने का भारत का आठ साल का खाका

राष्ट्रीय क्वांटम मिशन (National Quantum Mission), जिसे केंद्रीय मंत्रिमंडल ने 19 अप्रैल 2023 को मंज़ूरी दी, आठ साल और 6,003.65 करोड़ रुपये का ऐसा दाँव है जो उस तकनीक पर लगाया गया है जिसे ज़्यादातर भारतीयों ने जानते-बूझते कभी इस्तेमाल नहीं किया। 2010 के दशक की डिजिटल इंडिया मुहिम में फ़ायदा साल भर के अंदर दिखने लगा था; NQM का फ़ायदा उससे अलग किस्म का है और गहरा है। एक ऐसा क्वांटम कंप्यूटर जो वे सवाल हल कर दे जो आम मशीनें नहीं कर पातीं। एक ऐसी परमाणु घड़ी जो देश की अपनी GPS-स्तर की नेविगेशन रीढ़ को थामे। और एक ऐसा संचार रास्ता जिसे कोई चोरी-छिपे सुन ही न सके। भारत सात देशों के उस क्लब में शामिल हुआ है जिसमें उससे पहले अमेरिका, चीन, फ़िनलैंड, ऑस्ट्रिया, फ़्रांस और कनाडा आ चुके थे — और आगे की समयसीमा कोई ढील नहीं देती।

मिशन को विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी मंत्रालय के तहत आने वाला विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (DST) चलाता है। ऊपर से निगरानी मिशन गवर्निंग बोर्ड करता है, और परियोजनाओं की छँटाई मिशन टेक्नोलॉजी रिसर्च काउंसिल करती है। तकनीकी काम चार थीमैटिक हब (T-Hub) करते हैं, जो हब-एंड-स्पोक तरीक़े से चलते हैं — हर हब किसी बड़े संस्थान में टिका है और कई अकादमिक तथा उद्योग साझेदारों से जुड़ा है। यह मॉडल जान-बूझकर एक ही राष्ट्रीय प्रयोगशाला बनाने से बचता है, क्योंकि पुराने भारतीय विज्ञान मिशनों में इसी तरह जोखिम एक जगह जमा हो जाता था। यहाँ जोखिम उन संस्थानों में बाँटा गया है जिनके पास पहले से हुनर और उपकरण दोनों हैं।

अभ्यर्थी के लिए NQM तीन वजहों से अहम है। यह उभरती तकनीक, विज्ञान नीति और रणनीतिक आत्मनिर्भरता पर प्रीलिम्स और मेन्स दोनों के सवालों का सबसे आसान GS-III खूँटा है। यह ऊपर की तरफ़ शोध संस्थाओं (DST, MeitY, ISRO, DRDO) से जुड़ता है और नीचे की तरफ़ उन इस्तेमालों से, जिन्हें छात्र पहले से जानते हैं — क्रिप्टोग्राफ़ी, स्वास्थ्य, दवा खोज, रक्षा सेंसर, GPS। और यह करेंट अफ़ेयर्स तथा बुनियादी विज्ञान की सीमा पर परखता है: जो अभ्यर्थी सुपरपोज़िशन, एंटैंगलमेंट और पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफ़ी को एक ही जुड़े हुए जवाब में समझा दे, वह उससे आगे निकलेगा जो सिर्फ़ चार हब के नाम गिना देता है।

एक नज़र में

• मंज़ूरी की तारीख़: 19 अप्रैल 2023, केंद्रीय मंत्रिमंडल से
• ख़र्च: 8 साल में 6,003.65 करोड़ रुपये (2023-24 से 2030-31)
• नोडल मंत्रालय: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (DST)
• लागू करने का ढाँचा: मिशन गवर्निंग बोर्ड और 4 थीमैटिक हब (T-Hub)
• दुनिया में जगह: अपना राष्ट्रीय क्वांटम मिशन रखने वाला 7वाँ देश
• मुख्य लक्ष्य: 8 साल में 50 से 1000 फ़िज़िकल क्यूबिट
• संचार का लक्ष्य: भारत के अंदर 2000 किलोमीटर तक क्वांटम की डिस्ट्रीब्यूशन (QKD)
• सेंसिंग का लक्ष्य: देश में बनी परमाणु घड़ियाँ और बहुत संवेदनशील मैग्नेटोमीटर
• GS पेपर से जुड़ाव: प्रीलिम्स (विज्ञान-तकनीक, सरकारी योजनाएँ), GS-III (विज्ञान और प्रौद्योगिकी, स्वदेशीकरण)

राष्ट्रीय क्वांटम मिशन है क्या

NQM केंद्र से चलने वाला मिशन है, जिसका मक़सद क्वांटम तकनीकों में वैज्ञानिक और औद्योगिक शोध को शुरू करना, पालना और बड़ा करना है, और फिर उस शोध को देश के अपने क्वांटम माहौल में बदलना है। इसका क़ानूनी ढाँचा वही है जो DST के मिशन-मोड कार्यक्रमों में चलता है: कई मंत्रालयों वाला गवर्निंग बोर्ड, एक तकनीकी परिषद, और हब चलाने, फ़ेलोशिप देने, स्टार्टअप खड़े करने तथा उपकरण ख़रीदने के लिए अलग-अलग तय की गई पैसे की लाइनें।

मिशन जिन चार क्षेत्रों में पैसा लगाता है, वे यूँ ही नहीं चुने गए। ये ठीक वही चार जगहें हैं जहाँ क्वांटम भौतिकी आम भौतिकी पर सीधा फ़ायदा देती है: गणना (जहाँ सुपरपोज़िशन एक-एक करके सब कुछ आज़माने की मजबूरी ख़त्म कर देता है), संचार (जहाँ नाप लेने भर से गड़बड़ी पैदा होती है, इसलिए चोरी पकड़ में आ जाती है), सेंसिंग (जहाँ क्वांटम अवस्थाएँ ऐसे संकेत पकड़ लेती हैं जो आम उपकरणों की पकड़ से बाहर हैं), और पदार्थ (जहाँ कम ख़राबी वाले तैयार किए गए सब्सट्रेट ऊपर की तीनों चीज़ों को मुमकिन बनाते हैं)। इनमें से कोई एक हटा दीजिए तो बाक़ी तीन अटक जाती हैं। यही वजह है कि मिशन चारों को एक साथ पैसा देता है, एक के बाद एक नहीं।

पृष्ठभूमि और अब तक का सफ़र

भारत में क्वांटम पर काम इस मिशन से दस साल से भी पहले शुरू हो चुका था। रमन रिसर्च इंस्टिट्यूट की क्वांटम इन्फ़ॉर्मेशन एंड कंप्यूटिंग (QuIC) प्रयोगशाला, IISc और TIFR के क्वांटम ऑप्टिक्स समूह, और ISI कोलकाता का क्रिप्टोग्राफ़ी पर काम — इन सबने दुनिया भर में उद्धृत होने वाले नतीजे तब दिए जब नीति वहाँ तक पहुँची भी नहीं थी। कमी सिर्फ़ पैमाने की थी: छोटे अनुदान, बिखरी हुई टीमें, और पोस्टडॉक्टरल प्रदर्शन से लेकर तैयार चिप या इस्तेमाल लायक़ QKD लिंक तक पहुँचने का कोई साफ़ रास्ता नहीं।

पहली औपचारिक कोशिश 2018 में हुई, जब DST ने क़रीब 80 करोड़ रुपये की पूँजी के साथ क्वांटम-एनेबल्ड साइंस एंड टेक्नोलॉजी (QuEST) कार्यक्रम शुरू किया। QuEST ने आठ थीम वाली परियोजनाओं को पैसा दिया और यह भी दिखा दिया कि प्रयोगशाला के प्रदर्शन और असली राष्ट्रीय क्षमता के बीच कितना बड़ा फ़ासला है। 2020 तक केंद्रीय बजट में क्वांटम टेक्नोलॉजीज़ एंड एप्लिकेशंस पर राष्ट्रीय मिशन का ऐलान हो गया, जिसके लिए मोटे तौर पर 8000 करोड़ रुपये बताए गए थे। लेकिन असली मंज़ूरी तीन साल खिसक गई, क्योंकि डिज़ाइन एक ही नोडल प्रयोगशाला से बदलकर हब-एंड-स्पोक मॉडल तक पहुँचा, जिसे आख़िरकार 2023 में मंज़ूरी मिली।

दुनिया में इसी दौर में अमेरिका ने नेशनल क्वांटम इनिशिएटिव एक्ट (2018) पास किया, यूरोपीय संघ ने क्वांटम फ़्लैगशिप कार्यक्रम शुरू किया (2018, दस साल में 1 अरब यूरो), चीन ने अंतरिक्ष से QKD के लिए माइशस (Micius) उपग्रह भेजा (2016) और हेफ़ेई नेशनल लेबोरेटरी फ़ॉर फ़िज़िकल साइंसेज़ ऐट द माइक्रोस्केल खड़ी की, और ब्रिटेन 2014 से नेशनल क्वांटम टेक्नोलॉजीज़ प्रोग्राम चला रहा था। भारत का 2023 में पहुँचना देर से था, लेकिन इतनी देर से नहीं कि खेल ख़त्म हो जाए — क्योंकि तकनीक ख़ुद अभी उस व्यावसायिक मोड़ तक नहीं पहुँची थी जहाँ देर से आने वालों के लिए दरवाज़ा बंद हो जाता।

चार थीमैटिक हब (T-Hub)

NQM चार T-Hub को पैसा देता है। हर हब किसी बड़े संस्थान में टिका है और उसका हब निदेशक मिशन गवर्निंग बोर्ड को रिपोर्ट करता है। हर हब दूसरे संस्थानों और उद्योग साझेदारों में अपने स्पोक जोड़ता है।

चारों हब जान-बूझकर एक-दूसरे के पूरक बनाए गए हैं। IISc का कंप्यूटिंग हब तब तक चलती हुई मशीन नहीं दे सकता जब तक IIT दिल्ली का मैटीरियल्स हब कम ख़राबी वाले सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट न दे। IIT मद्रास के कम्युनिकेशन हब को उसी पदार्थ लाइन से सिंगल-फ़ोटॉन स्रोत और डिटेक्टर चाहिए। IIT बॉम्बे का सेंसिंग हब कम्युनिकेशन हब के साथ परमाणु-भौतिकी का ढाँचा साझा करता है। चारों को एक साथ पैसा देना ही मिशन को अनुदानों के ढेर से अलग करता है।

आठ साल के गिनती वाले लक्ष्य

किसी भारतीय विज्ञान मिशन के हिसाब से NQM असामान्य रूप से साफ़ है। इसके लक्ष्य सिर्फ़ इच्छाएँ नहीं हैं; ये ऐसे नतीजे हैं जिनसे पैसा जारी होने की क़िस्तें बँधी हैं।

• क्वांटम कंप्यूटिंग: 8 साल में 50 से 1000 फ़िज़िकल क्यूबिट वाली मध्यम आकार की मशीनें। चरणों में: तीसरे साल तक 20 से 50 क्यूबिट, पाँचवें साल तक 50 से 100 क्यूबिट, आठवें साल तक 50 से 1000 क्यूबिट। प्लेटफ़ॉर्म में सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट, फ़ोटॉनिक क्यूबिट, और ट्रैप्ड-आयन या न्यूट्रल-एटम सिस्टम शामिल हैं।
• उपग्रह से QKD: भारत के अंदर ज़मीनी स्टेशनों के बीच 2000 किलोमीटर तक सुरक्षित क्वांटम संचार, जिसके लिए ISRO की लॉन्च क्षमता से माइशस जैसा उपग्रह पेलोड भेजा जाएगा।
• शहरों के बीच फ़ाइबर पर QKD: 2000 किलोमीटर ऑप्टिकल फ़ाइबर पर पहले ट्रस्टेड-नोड और आगे चलकर रिपीटर वाली की डिस्ट्रीब्यूशन, जो मौजूदा टेलीकॉम ढाँचे से जुड़ी होगी।
• लंबी दूरी की एंटैंगलमेंट: शहरों के अंदर और शहरों के बीच कई नोड वाले क्वांटम नेटवर्क, ताकि आगे राष्ट्रीय क्वांटम इंटरनेट टेस्टबेड बन सके।
• परमाणु घड़ियाँ: देश में बनी परमाणु घड़ियाँ, जिनकी समय-सटीकता इतनी हो कि नेविगेशन, वित्तीय टाइमस्टैंपिंग और रक्षा से जुड़े इस्तेमाल उस पर टिक सकें।
• मैग्नेटोमीटर और ग्रैविमीटर: बहुत संवेदनशील क्वांटम सेंसर, जो मेडिकल इमेजिंग, खनिज खोज और पनडुब्बी पकड़ने में काम आएँ।

क्वांटम की वे बातें जो हर अभ्यर्थी को आनी चाहिए

बिट बनाम क्यूबिट

आम बिट एक स्विच जैसा है: वह या तो 0 रखता है या 1। क्यूबिट (qubit), जो क्वांटम जानकारी की इकाई है, 0 भी रख सकता है, 1 भी, और दोनों का सुपरपोज़िशन भी — और वह किसी एक तय क़ीमत पर तभी आता है जब उसे नापा जाए। यह कोई करतब नहीं है; यही वह गुण है जिससे क्वांटम कंप्यूटर बहुत सारे संभावित हलों को एक साथ परख पाता है।

सुपरपोज़िशन

सुपरपोज़िशन (superposition) वह सिद्धांत है जिसके मुताबिक़ कोई क्वांटम व्यवस्था अपनी बुनियादी अवस्थाओं के मिले-जुले रूप में रह सकती है, जब तक कि उसे देखा न जाए। 4 अंकों का PIN तोड़ने की कोशिश करता आम कंप्यूटर एक बार में एक ही जोड़ आज़माता है। पर्याप्त क्यूबिट वाला क्वांटम कंप्यूटर दसों हज़ार जोड़ एक साथ टटोलता है और इंटरफ़ेरेंस के ज़रिए सही जवाब को उभार देता है।

एंटैंगलमेंट

एंटैंगलमेंट (entanglement) वह परिघटना है जिसमें दो या ज़्यादा कण एक ही क्वांटम अवस्था साझा करते हैं, और एक को नापते ही दूसरे की अवस्था उसी पल तय हो जाती है — चाहे उनके बीच कितनी भी दूरी हो। आइंस्टीन ने इसे “दूर से होने वाली भुतहा हरकत” कहा था। क्वांटम टेलीपोर्टेशन, डेंस कोडिंग और एंटैंगलमेंट पर टिकी QKD, तीनों इसी की वजह से चलती हैं।

डीकोहेरेंस

डीकोहेरेंस (decoherence) का मतलब है क्वांटम जानकारी का आसपास के माहौल में खो जाना। थोड़ी-सी गर्मी, कंपन या बिजली-चुंबकीय शोर क्यूबिट को आम कण की तरह बर्ताव करने पर मजबूर कर देता है। हर क्वांटम प्लेटफ़ॉर्म अपनी इंजीनियरिंग का ज़्यादातर बजट डीकोहेरेंस से लड़ने में ख़र्च करता है, और इसीलिए डाइल्यूशन रेफ़्रिजरेटर, बेहद ख़ाली वैक्यूम चैंबर और लेज़र से ठंडे किए गए परमाणु जाल वहाँ आम उपकरण हैं।

क्वांटम संचार: QKD असल में काम कैसे करती है

क्वांटम की डिस्ट्रीब्यूशन संदेश को ख़ुद एन्क्रिप्ट नहीं करती; वह एन्क्रिप्शन की चाबी इस तरह बाँटती है कि बीच में कोई सेंध लगाए तो पकड़ में आ जाए। सबसे ज़्यादा चर्चित प्रोटोकॉल BB84 चाबी के बिट को अकेले फ़ोटॉन की ध्रुवण अवस्थाओं में भरता है। अगर कोई हैकर रास्ते में उन फ़ोटॉन को नापने की कोशिश करे, तो नो-क्लोनिंग थ्योरम और हाइज़नबर्ग का अनिश्चितता सिद्धांत ऐसी गड़बड़ी पैदा कर देते हैं जो नापी जा सकती है। असली दोनों पक्ष ग़लती-दर की जाँच से यह गड़बड़ी पकड़ लेते हैं, उस चाबी को फेंक देते हैं और दोबारा कोशिश करते हैं। सुरक्षा भौतिकी पर टिकी है, बड़े अंकों के गुणनखंड निकालने की मुश्किल पर नहीं — और इसी वजह से QKD को क्वांटम कंप्यूटरों के सामने भी टिकाऊ माना जाता है।

NQM का 2000 किलोमीटर वाला लक्ष्य इसलिए कठिन है कि ऑप्टिकल फ़ाइबर में फ़ोटॉन का नुक़सान तेज़ी से बढ़ता जाता है। क्वांटम रिपीटर के बिना (जिन्हें भारत भी बना रहा है) ट्रस्टेड-नोड ढाँचा छोटी-छोटी QKD कड़ियों को जोड़कर यह फ़ासला पाटता है। चीन के माइशस उपग्रह ने, जो 2016 में भेजा गया था, उपग्रह के ज़रिए 7600 किलोमीटर तक महाद्वीपों के बीच QKD करके दिखाया; ISRO का लॉन्च ढाँचा भारत के लिए भी वैसा ही पेलोड मुमकिन बनाता है।

क्वांटम कंप्यूटिंग के प्लेटफ़ॉर्म

इस पर कोई सहमति नहीं है कि आख़िर में कौन-सा तरीक़ा जीतेगा। NQM कई प्लेटफ़ॉर्म को पैसा देता है, क्योंकि हर एक की अपनी ताक़त है।

इस पीढ़ी की चर्चित चिप में Google की Willow, IBM की Condor और Heron, Atom Computing की 1180-क्यूबिट Model 2, Quantinuum का H2 ट्रैप्ड-आयन सिस्टम, IonQ की Forte, D-Wave का Advantage2 एनीलर, और चीन की सुपरकंडक्टिंग Zuchongzhi 3.0 तथा फ़ोटॉनिक Jiuzhang 3.0 शामिल हैं।

यह क्यों मायने रखता है: रणनीतिक और आर्थिक दाँव

रणनीतिक तर्क सीधा है। जिस दिन काफ़ी बड़ा और ग़लती सह लेने वाला (fault-tolerant) क्वांटम कंप्यूटर बन जाएगा — यह सीमा बहस का विषय है, पर आम तौर पर कई हज़ार लॉजिकल क्यूबिट बताई जाती है — उसी दिन आज की RSA और एलिप्टिक-कर्व क्रिप्टोग्राफ़ी टूट जाएगी। सरकार, बैंकिंग और रक्षा का जो भी एन्क्रिप्टेड रिकॉर्ड आज जमा किया जा रहा है, कल उसे खोला जा सकेगा। “आज बटोरो, कल खोलो” वाला यही ख़तरा है, जिसकी वजह से NIST के पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफ़ी (PQC) मानक, भारत का अपना PQC माइग्रेशन रोडमैप और QKD की तैनाती, तीनों टाले नहीं जा सकते।

आर्थिक तर्क साथ-साथ बनने वाली क्षमताओं का है। जो देश क्वांटम सेंसर बनाता है, वह आयातित परमाणु घड़ियों, GPS से सधे ऑसिलेटर और MRI मैग्नेटोमीटर की जगह अपनी सप्लाई खड़ी कर लेता है। जो देश क्वांटम चिप बनाता है, वह पदार्थ विज्ञान, क्लीनरूम का हुनर और क्रायोजेनिक इंजीनियरिंग भी खड़ी करता है, और इसका फ़ायदा आम सेमीकंडक्टर निर्माण तक पहुँचता है। सेमीकॉन इंडिया कार्यक्रम और NQM को जान-बूझकर इस तरह बनाया गया है कि दोनों ढाँचा साझा कर सकें।

वैज्ञानिक तर्क की सबसे कम चर्चा होती है। क्वांटम व्यवस्थाएँ अणुओं और पदार्थों का ऐसा व्यवहार दोहरा सकती हैं जो आम सुपरकंप्यूटर नहीं कर पाते, और इससे दवा खोज, बैटरी रसायन, खाद का डिज़ाइन और ऊँचे तापमान वाले सुपरकंडक्टर पर शोध तेज़ होता है। अगर देश के अंदर क्वांटम कंप्यूटिंग सस्ती दर पर मिल जाए तो भारत की दवा और ऊर्जा इंडस्ट्री को औरों से ज़्यादा फ़ायदा होगा।

तुलना: भारत और वैश्विक दौड़

अमेरिका निवेश पाने वाले क्वांटम स्टार्टअप (IBM, Google, IonQ, PsiQuantum) और संघीय तालमेल (नेशनल क्वांटम इनिशिएटिव) में आगे है। चीन अंतरिक्ष से QKD (माइशस), ज़मीनी QKD नेटवर्क (बीजिंग-शंघाई रीढ़) और सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट की गिनती (Zuchongzhi) में आगे है। यूरोपीय संघ बुनियादी शोध में और क्वांटम फ़्लैगशिप के ज़रिए 27 सदस्य देशों के तालमेल में आगे है। ब्रिटेन ठंडे परमाणु और आयन-ट्रैप शोध में आगे है। कनाडा फ़ोटॉनिक्स में और ऑस्ट्रेलिया सिलिकॉन स्पिन क्यूबिट में अपने आकार से बड़ा असर रखते हैं।

भारत की तुलनात्मक ताक़त फ़िलहाल सबसे आधुनिक चिप बनाने में नहीं है, बल्कि दो जगहों पर है: गणित और सैद्धांतिक भौतिकी की गहरी प्रतिभा, और सॉफ़्टवेयर तथा सिस्टम जोड़ने का वह माहौल जो हमेशा दूसरों के हार्डवेयर को चलने लायक़ सिस्टम में बदलता आया है। NQM का दाँव यही है कि प्रतिभा और अनुशासित अमल मिलकर एक दशक में हार्डवेयर का फ़ासला पाट देंगे।

चुनौतियाँ और जोखिम

• प्रतिभा की गहराई: भारत क्वांटम सूचना सिद्धांत में अच्छे PhD तैयार करता है, लेकिन क्रायोजेनिक इंजीनियरिंग, RF माइक्रोवेव नियंत्रण और लेज़र मेट्रोलॉजी में बहुत कम। मिशन फ़ेलोशिप देता है, पर प्रतिभा पकने में 8 साल की खिड़की से ज़्यादा वक़्त लगता है।
• उपकरणों का आयात: डाइल्यूशन रेफ़्रिजरेटर, बेहद स्थिर लेज़र, सिंगल-फ़ोटॉन डिटेक्टर और लिथोग्राफ़ी मशीनें ज़्यादातर बाहर से आती हैं। वासेनार अरेंजमेंट जैसे निर्यात नियंत्रण डिलीवरी रोक सकते हैं।
• उद्योग की माँग: भारतीय उद्योग में क्वांटम हार्डवेयर खपाने की क्षमता कम है। रक्षा, बैंकिंग और ISRO जैसी बड़ी ख़रीद के बिना स्टार्टअप को देसी बाज़ार नहीं मिलेगा और वे बाहर चले जाएँगे।
• तालमेल का बोझ: चार शहरों में चार हब, और हर हब के नीचे कई स्पोक — इससे प्रशासन का बोझ बढ़ता है। पुराने भारतीय मिशन संस्थानों के आपसी टकराव में फँसते रहे हैं।
• मानक तय होने में पिछड़ना: PQC मानक, QKD की आपसी अनुकूलता और क्वांटम-सुरक्षित नेटवर्क प्रोटोकॉल दुनिया भर में अभी तय हो रहे हैं। भारत को ITU-T, ISO और IETF जैसे मानक बनाने वाले मंचों में शामिल रहना होगा, वरना उसे बने-बनाए नियम मानने पड़ेंगे।
• डीकोहेरेंस की भौतिकी: सभी क्वांटम प्लेटफ़ॉर्म अब भी शोर भरे हैं। ग़लती सह लेने वाली गणना के लिए 1000 फ़िज़िकल क्यूबिट पर 1 लॉजिकल क्यूबिट जितनी भारी लागत लगती है, जिससे असल में काम की मशीन 1000 क्यूबिट वाले मुख्य लक्ष्य से कहीं आगे चली जाती है।

प्रीलिम्स पॉइंटर

• NQM को 19 अप्रैल 2023 को मंज़ूरी मिली, 8 साल (2023-24 से 2030-31) के लिए 6,003.65 करोड़ रुपये के ख़र्च के साथ।
• अपना राष्ट्रीय क्वांटम मिशन रखने वाला भारत दुनिया का 7वाँ देश है।
• नोडल मंत्रालय विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (DST) है।
• मिशन में 4 थीमैटिक हब हैं: कंप्यूटिंग (IISc बेंगलुरु), कम्युनिकेशन (IIT मद्रास), सेंसिंग और मेट्रोलॉजी (IIT बॉम्बे), मैटीरियल्स और डिवाइसेज़ (IIT दिल्ली)।
• कंप्यूटिंग का मुख्य लक्ष्य: 8 साल में 50 से 1000 फ़िज़िकल क्यूबिट।
• संचार का मुख्य लक्ष्य: भारत के अंदर 2000 किलोमीटर तक QKD।
• QKD की सुरक्षा नो-क्लोनिंग थ्योरम और हाइज़नबर्ग के अनिश्चितता सिद्धांत पर टिकी है, गणना की मुश्किल पर नहीं।
• क्वांटम सुप्रीमेसी का दावा सबसे पहले 2019 में Google के Sycamore ने किया।
• चीन का माइशस दुनिया का पहला क्वांटम संचार उपग्रह है (2016)।
• पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफ़ी (PQC) आम कंप्यूटर पर ही चलती है, लेकिन इसमें लैटिस-आधारित, हैश-आधारित या कोड-आधारित एल्गोरिदम इस्तेमाल होते हैं जो क्वांटम हमले के सामने टिकते हैं।

मुख्य परीक्षा के अभ्यास प्रश्न

1. GS-III: “आर्टिफ़िशियल इंटेलिजेंस के बाद क्वांटम तकनीक ही अगली सर्वव्यापी तकनीक है।” भारत के राष्ट्रीय क्वांटम मिशन के उद्देश्य, ढाँचे और व्यावहारिकता की जाँच कीजिए। (250 शब्द)
2. GS-III: बताइए कि राष्ट्रीय क्वांटम मिशन राष्ट्रीय सुरक्षा के आर्थिक और रणनीतिक, दोनों पहलुओं को कैसे छूता है। इसे लागू करने में सबसे बड़ी दिक़्क़तें क्या हैं? (250 शब्द)
3. GS-III: क्वांटम की डिस्ट्रीब्यूशन (QKD) और पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफ़ी (PQC) में फ़र्क़ बताइए। भारत को दोनों में एक साथ निवेश क्यों करना चाहिए? (150 शब्द)
4. GS-III: राष्ट्रीय क्वांटम मिशन के हब-एंड-स्पोक मॉडल की आलोचनात्मक समीक्षा कीजिए। इसकी तुलना अंतर-विषयक साइबर-फ़िज़िकल सिस्टम पर राष्ट्रीय मिशन और सेमीकॉन इंडिया जैसे मिशन-मोड कार्यक्रमों से कीजिए। (250 शब्द)

आगे का रास्ता

मिशन की कामयाबी पाँच कसौटियों पर तय होगी। पहली, क्या भारत में बना कम से कम एक क्वांटम कंप्यूटर 100 लॉजिकल क्यूबिट पार करता है, और इतनी सटीकता के साथ कि उद्योग के काम के सवाल हल हो सकें। दूसरी, क्या 2000 किलोमीटर तक QKD सिरे से सिरे तक चलकर दिखती है, और नेटवर्क पर नागरिक तथा रक्षा दोनों तरह के उपयोगकर्ता होते हैं। तीसरी, क्या देश में बनी परमाणु घड़ियाँ उतनी सटीकता तक पहुँचती हैं जिस पर अपनी टाइमिंग व्यवस्था टिक सके। चौथी, क्या चारों हब मिलकर कम से कम 50 ऐसे स्टार्टअप खड़े करते हैं जिन्हें निवेश मिला हो और जिनके ग्राहक दुनिया भर में हों, सिर्फ़ सरकारी ठेके नहीं। और पाँचवीं, क्या भारत PQC, QKD और क्वांटम नेटवर्किंग के अंतरराष्ट्रीय मानक तय करने में हिस्सा लेता है, या मानकों के आने का इंतज़ार करता रहता है।

इसके साथ के सुधार भी साथ-साथ चलने चाहिए। सेमीकॉन इंडिया कार्यक्रम को क्वांटम-स्तर की फ़ैब्रिकेशन के लिए क्लीनरूम क्षमता अलग से रखनी चाहिए। दूरसंचार विभाग को QKD की आपसी अनुकूलता और ट्रस्टेड-नोड पर दिशानिर्देश जारी करने होंगे। CERT-In का 2024 में बना PQC माइग्रेशन रोडमैप महत्वपूर्ण ढाँचे के लिए बाध्यकारी समयसीमा माँगता है। ISRO के क्वांटम पेलोड कार्यक्रम को अपनी लॉन्च तारीख़ें मिशन के संचार लक्ष्यों से मिलानी होंगी। और ख़रीद के नियम इस तरह बदलने होंगे कि रक्षा और बैंकिंग देसी क्वांटम उत्पाद ख़रीद सकें, और आम हार्डवेयर के लिए लिखी गई क़ीमत-तुलना की शर्तों में न फँसें।

अगर 2031 तक इन पाँच में से तीन कसौटियाँ भी पार हो जाती हैं, तो NQM वही कर दिखाएगा जो 1950 के दशक में परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम ने और 1970 के दशक में अंतरिक्ष कार्यक्रम ने अपने-अपने वक़्त में किया था: विज्ञान नीति के एक दाँव को ऐसी अपनी क्षमता में बदल देना, जिससे देश को फिर कोई वंचित न कर सके।

सामान्य प्रश्न

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