क्वांटम प्रौद्योगिकी अनुसंधान केंद्र

पाठ्यक्रम: GS3/विज्ञान और प्रौद्योगिकी

संदर्भ

•  रक्षा अनुसंधान और विकास संगठन (DRDO) ने क्वांटम टेक्नोलॉजी रिसर्च सेंटर (QTRC) का उद्घाटन किया।

परिचय

• उद्देश्य: रणनीतिक और रक्षा अनुप्रयोगों के लिए स्वदेशी क्वांटम क्षमताओं को मजबूत करना। 
• QTRC अत्याधुनिक प्रयोगात्मक सेटअप से सुसज्जित है, जो महत्त्वपूर्ण क्वांटम क्षेत्रों में अनुसंधान और विकास को आगे बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। 
• इस केंद्र की प्रमुख क्षमताएँ निम्नलिखित हैं:
  • वर्टिकल-कैविटी सरफेस-एमिटिंग लेज़र्स और डिस्ट्रिब्यूटेड फीडबैक लेज़र्स का चरित्र निर्धारण
  • एकल-फोटॉन स्रोतों के मूल्यांकन के लिए टेस्ट-बेड
  • माइक्रो-फैब्रिकेटेड अल्कली वाष्प सेल का चरित्र निर्धारण सेटअप
  • अत्यधिक सुरक्षित संचार सक्षम करने और पोस्ट-क्वांटम युग में राष्ट्रीय सुरक्षा को संरक्षित करने के लिए क्वांटम की वितरण तकनीकों को विकसित और सत्यापित करने के लिए प्रयोगात्मक प्लेटफॉर्म, जिसे DRDO के साइंटिफिक एनालिसिस ग्रुप (SAG) द्वारा संचालित किया जाता है।

QTRC बुनियादी प्रौद्योगिकियों पर भी केंद्रित है बुनियादी प्रौद्योगिकियाँ (SSPL के नेतृत्व में):

• अति-छोटा परमाणु घड़ी जो GNSS-विहीन वातावरण में सटीक समय निर्धारण के लिए कोहेरेंट पॉपुलेशन ट्रैपिंग पर आधारित है।
• परमाणु मैग्नेटोमीटर जो ऑप्टिकली पम्प्ड मैग्नेटोमेट्री का उपयोग करके अति-संवेदनशील चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाने में सक्षम है।
• ठोस-स्थिति क्वांटम उपकरणों और सामग्रियों पर अनुसंधान।

क्वांटम तकनीक 

• क्वांटम तकनीक एक तेजी से आगे बढ़ता हुआ क्षेत्र है, जो क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों का उपयोग करके नई तकनीकों को विकसित करता है।
  •  क्वांटम यांत्रिकी भौतिकी की वह शाखा है जो कणों के क्वांटम स्तर पर व्यवहार का अध्ययन करती है, जहाँ पारंपरिक भौतिकी लागू नहीं होती। 
• क्वांटम तकनीक क्वांटम प्रणालियों की अनूठी विशेषताओं, जैसे सुपरपोज़िशन और एंटैंगलमेंट, का उपयोग करके उन कार्यों को संपन्न करती है जिन्हें पहले असंभव माना जाता था या पहले से उपस्थित क्षमताओं को उल्लेखनीय रूप से बढ़ाती है।
• क्वांटम तकनीकों के चार प्रमुख क्षेत्र:
  • क्वांटम संचार: यह क्वांटम भौतिकी की विशेषताओं का उपयोग बेहतर सुरक्षा और उन्नत दूरी संचार प्रदान करने के लिए करता है।
  • क्वांटम सिमुलेशन: इसमें एक क्वांटम प्रणाली का उपयोग करके दूसरी क्वांटम प्रणाली के व्यवहार का अनुकरण किया जाता है।
  • क्वांटम संगणन: यह कंप्यूटिंग का एक क्षेत्र है, जो क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों का उपयोग करके कुछ प्रकार की गणनाएँ पारंपरिक कंप्यूटरों की तुलना में अधिक कुशलतापूर्वक करता है।
  • क्वांटम संवेदन और मापविज्ञान: यह अत्यधिक सटीक माप प्राप्त करने के लिए क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों का लाभ उठाता है।

राष्ट्रीय क्वांटम मिशन (NQM)

•  सरकार ने NQM को 2023 में 2023-24 से 2030-31 तक लागू करने के लिए स्वीकृत किया।
• उद्देश्य: वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुसंधान एवं विकास को बढ़ावा देना और क्वांटम तकनीक (QT) में एक सशक्त एवं नवाचारी पारिस्थितिकी तंत्र तैयार करना।
  • यह QT आधारित आर्थिक विकास को गति देगा, देश में अनुसंधान एवं नवाचार को बढ़ावा देगा और भारत को क्वांटम तकनीकों और अनुप्रयोगों (QTA) के विकास में अग्रणी देशों में शामिल करेगा।
• लक्ष्य:
  • विभिन्न प्लेटफार्मों, जैसे सुपरकंडक्टिंग और फोटोनिक तकनीक, में 8 वर्षों में 50-1000 भौतिक क्यूबिट वाले मध्य-स्तरीय क्वांटम कंप्यूटर विकसित करना।
  • 2000 किलोमीटर की सीमा तक उपग्रह आधारित सुरक्षित क्वांटम संचार भारत के अन्दर ग्राउंड स्टेशनों के बीच और अन्य देशों के साथ लंबी दूरी की सुरक्षित क्वांटम संचार प्रणाली।
  • 2000 किलोमीटर तक के अंतर-शहरी क्वांटम की वितरण और क्वांटम स्मृति युक्त बहु-नोड क्वांटम नेटवर्क विकसित करना।
  • परमाणु प्रणालियों में उच्च संवेदनशीलता वाले मैग्नेटोमीटर और परमाणु घड़ियाँ सटीक समय निर्धारण, संचार और नौवहन के लिए विकसित करना।
  • क्वांटम उपकरणों के निर्माण के लिए सुपरकंडक्टर, नवीन अर्धचालक संरचनाएँ और टोपोलॉजिकल सामग्रियों जैसी क्वांटम सामग्रियों का डिज़ाइन और संश्लेषण समर्थन करना।
  • एकल-फोटॉन स्रोत/डिटेक्टर और एंटैंगल्ड फोटॉन स्रोत का विकास क्वांटम संचार, संवेदन और मेट्रोलॉजिकल अनुप्रयोगों के लिए।
• क्रियान्वयन: चार थीमैटिक हब्स (T-Hubs) की स्थापना की गई, जिसमें 17 राज्यों और 2 केंद्र शासित प्रदेशों में फैले 14 तकनीकी समूह शामिल हैं:भारतीय विज्ञान संस्थान (IISc), बेंगलुरु
  • भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (IIT), मद्रास (सेंटर फॉर डेवलपमेंट ऑफ टेलीमैटिक्स, नई दिल्ली के सहयोग से)
  • भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (IIT), बॉम्बे
  • भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (IIT), दिल्ली

Source: PIB