The Hindi Editorial Analysis- 2nd August 2023 | Current Affairs (Hindi): Daily, Weekly & Monthly - UPSC PDF Download

क्वांटम प्रौद्योगिकी और भारत का विकास

सन्दर्भ:

• क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों पर आधारित क्वांटम तकनीक सुरक्षित संचार, आपदा प्रबंधन, कंप्यूटिंग, स्वास्थ्य देखभाल और अन्य विभिन्न क्षेत्रों में क्रांति लाने की अपार क्षमता रखती है। जैसे-जैसे चीन और संयुक्त राज्य अमेरिका के बीच क्वांटम प्रौद्योगिकी के लिए वैश्विक प्रतिस्पर्धा तेज होती जा रही है, भारत घरेलू चुनौतियों से निपटने और राष्ट्रीय सुरक्षा के लिए अपनी स्वयं की क्वांटम क्षमताओं को विकसित करने के महत्व को बढ़ावा दे रहा है।
• इस संदर्भ में, भारत सरकार ने क्वांटम प्रौद्योगिकी में अनुसंधान और विकास को प्रोत्साहित करने के लिए राष्ट्रीय क्वांटम मिशन (एनक्यूएम) शुरू किया है, जिसका लक्ष्य जटिल समस्याओं को सुरक्षित रूप से हल करने में सक्षम शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटर का स्वदेशी निर्माण करना है।

क्वांटम तकनीक के बारे में:

• क्वांटम प्रौद्योगिकी क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों पर आधारित है। परमाणु और उपपरमाण्विक स्तर पर कणों के व्यवहार का वर्णन करने के लिए 20वीं सदी की शुरुआत में मौलिक सिद्धांत विकसित हुआ। इसका प्रयोग चेतना, एंजाइम कैटालिस्ट, प्रकाश संश्लेषण, एवियन नेविगेशन और कोविड-19 जैसे वायरस पर इसके संभावित प्रभावों और जैविक घटनाओं का पता लगाने के लिए किया जा रहा है।
• क्वांटम प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग विशाल और विविध हैं। इसका एक प्रमुख पहलू सुरक्षित संचार है, जहां क्वांटम सिद्धांत डेटा गोपनीयता सुनिश्चित करते हुए एक एन्क्रिप्शन को सक्षम करते हैं। क्वांटम सिमुलेशन द्वारा संचालित बेहतर भविष्यवाणी क्षमताओं से आपदा प्रबंधन को लाभ होता है। क्वांटम कंप्यूटिंग, पारंपरिक कंप्यूटरों की तुलना में जटिल समस्याओं को तेजी से हल करते हुए, गणना में क्रांति लाने की अपार क्षमता प्रदर्शित करती है। इसके अलावा, क्वांटम तकनीक का स्वास्थ्य देखभाल, क्रिप्टोग्राफी, इमेजिंग और सुरक्षा सहित विभिन्न डोमेन में निहितार्थ है।

क्वांटम प्रौद्योगिकी और वैश्विक प्रतिस्पर्धा:

• क्वांटम शक्ति का दोहन करने को लेकर वैश्विक प्रतिस्पर्धा तेज हो गई है, जिसमें चीन और संयुक्त राज्य अमेरिका सबसे आगे हैं। क्वांटम प्रौद्योगिकियाँ अभूतपूर्व लाभ प्रदान करती हैं, जिससे वे वैश्विक महाशक्तियों के मध्य एक निर्णायक मैदान तैयार करती हैं।
• वर्तमान में, महत्वपूर्ण निवेश और अनुसंधान प्रयासों के कारण, संयुक्त राज्य अमेरिका क्वांटम प्रौद्योगिकी में अग्रणी बना हुआ है। हालांकि, चीन तेजी से गति प्राप्त कर रहा है और क्वांटम प्रौद्योगिकी पेटेंट की कुल संख्या में अमेरिका से आगे निकल गया है। इसके अतिरिक्त, चीन ने क्वांटम संचार के विकास में महत्वपूर्ण प्रगति की है, जिसने भारत जैसे देशों के खिलाफ क्वांटम साइबर हमलों के खतरे को और बढ़ा दिया है।

भारत की वर्तमान क्षमता:

• भारत ने क्वांटम प्रौद्योगिकी में मामूली प्रगति की है। इस सन्दर्भ में क्वांटम कुंजी वितरण (क्यूकेडी) लिंक की स्थापना, भारत की उल्लेखनीय उपलब्धियों में शामिल है यह प्रयागराज और विंध्याचल के बीच 100 किमी की दूरी तय करती है। सुरक्षित संचार का यह प्रदर्शन रक्षा अनुसंधान और विकास संगठन (डीआरडीओ) और भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान, दिल्ली (आईआईटी-दिल्ली) के वैज्ञानिकों के बीच सहयोग के माध्यम से पूरा किया गया था।
• विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग ने बुनियादी ढांचे के निर्माण और क्षेत्र में अनुसंधान की सुविधा के लिए 80 करोड़ रुपये का निवेश करने के लिए क्वांटम-सक्षम विज्ञान और प्रौद्योगिकी (क्वेस्ट) पहल शुरू की।
• क्वांटम कंप्यूटर सिम्युलेटर (क्यूसिम) टूलकिट: यह भारत में शिक्षाविदों, उद्योग पेशेवरों, छात्रों और वैज्ञानिक समुदाय को पहला क्वांटम विकास वातावरण प्रदान करता है।
• इसके अतिरिक्त, भारतीय सेना ने समर्पित क्वांटम कंप्यूटिंग लैब, स्थापित करके अपनी क्वांटम क्षमताओं को बढ़ाने के प्रयास किए हैं जो भारत के राष्ट्रीय सुरक्षा परिषद सचिवालय (NSCS) द्वारा समर्थित है।

राष्ट्रीय क्वांटम मिशन (एनक्यूएम):

• राष्ट्रीय क्वांटम मिशन (एनक्यूएम) भारत सरकार की एक महत्वपूर्ण पहल है जिसका उद्देश्य क्वांटम प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में अनुसंधान और विकास को बढ़ावा देना है। विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के नेतृत्व में, मिशन का लक्ष्य अगले आठ वर्षों में अलग-अलग भौतिक क्यूबिट क्षमताओं के साथ स्वदेशी रूप से विकसित क्वांटम-आधारित कंप्यूटर बनाना है।
• राष्ट्रीय क्वांटम मिशन के दौरान, भारत का लक्ष्य बढ़ती भौतिक क्वबिट क्षमताओं वाले कंप्यूटर विकसित करना है। तीन वर्षों के भीतर, 50 भौतिक क्वबिट तक के कंप्यूटर विकसित किए जाएंगे, इसके बाद पांच वर्षों में 50 से 100 भौतिक क्वबिट और अंततः, आठ वर्षों में 1000 भौतिक क्वबिट तक के कंप्यूटर विकसित किए जाएंगे।
• इसके अतिरिक्त, मिशन सुपरकंडक्टर्स, नवीन अर्धचालक संरचनाओं और टोपोलॉजिकल सामग्रियों सहित क्वांटम सामग्रियों के डिजाइन और संश्लेषण का समर्थन करने पर ध्यान केंद्रित करेगा। ये सामग्रियां उन्नत क्वांटम उपकरणों के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण होंगी। इसके अलावा, एकल-फोटॉन स्रोतों/डिटेक्टरों और उलझे हुए फोटॉन स्रोतों का विकास क्वांटम संचार, सेंसिंग और मेट्रोलॉजिकल अनुप्रयोगों को पूरा करेगा।
• एनक्यूएम ने क्वांटम प्रौद्योगिकी के विशिष्ट पहलुओं पर ध्यान केंद्रित करने के लिए चार विषयगत हब (टी-हब) की पहचान की है:

• क्वांटम कंप्यूटिंग: यह हब निर्दिष्ट समय सीमा में 50-1000 भौतिक क्यूबिट के साथ क्वांटम कंप्यूटर विकसित करने की दिशा में काम करेगा, जो उन्हें असाधारण गति और दक्षता के साथ जटिल समस्याओं से निपटने में सक्षम करेगा।
• क्वांटम संचार: हब क्वांटम संचार, सेंसिंग और मेट्रोलॉजी अनुप्रयोगों को आगे बढ़ाने के लिए एकल-फोटॉन स्रोतों, डिटेक्टरों और उलझे हुए फोटॉन स्रोतों को विकसित करने पर ध्यान केंद्रित करेगा।
• क्वांटम सेंसिंग और मेट्रोलॉजी: यह हब सुपरकंडक्टर्स, नवीन अर्धचालक संरचनाओं और टोपोलॉजिकल सामग्रियों जैसे क्वांटम सामग्रियों के डिजाइन और संश्लेषण में योगदान देगा, जिनका उन्नत क्वांटम उपकरणों के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव है।
• क्वांटम सामग्री और उपकरण: बुनियादी और व्यावहारिक अनुसंधान के माध्यम से नया ज्ञान उत्पन्न करने पर केंद्रित, यह केंद्र उन्हें सौंपे गए क्षेत्रों में अनुसंधान एवं विकास को बढ़ावा देगा, जिससे क्वांटम प्रौद्योगिकी की समग्र क्षमताओं में वृद्धि होगी।

एनक्यूएम का महत्व:

• राष्ट्रीय क्वांटम मिशन की स्थापना भारत के रणनीतिक हितों के लिए अत्यधिक महत्व रखती है। जबकि प्राथमिक फोकस वैज्ञानिक अनुसंधान है, एक समर्पित राष्ट्रीय मिशन की शुरुआत क्वांटम प्रौद्योगिकी विकास में तेजी लाने के लिए भारत की प्रतिबद्धता को दर्शाती है। एनक्यूएम के दूरगामी लाभों का संचार, स्वास्थ्य देखभाल, वित्त, ऊर्जा, दवा डिजाइन और अंतरिक्ष अनुप्रयोगों सहित विभिन्न क्षेत्रों पर गहरा प्रभाव पड़ेगा।
• इसके अलावा, मिशन क्वांटम सामग्रियों और उपकरणों में कुशल कार्यबल तैयार करने का मार्ग प्रशस्त करेगा। यह क्वांटम प्रौद्योगिकियों का समर्थन करेगा और भारत में सेमीकंडक्टर मिशन, न्यूट्रिनो वेधशाला और गुरुत्वाकर्षण तरंग पहचान जैसे अन्य महत्वपूर्ण वैज्ञानिक प्रयासों में योगदान देगा।
• इसके अलावा, एनक्यूएम अन्य राष्ट्रीय प्राथमिकताओं जैसे डिजिटल इंडिया, मेक इन इंडिया, स्किल इंडिया, स्टैंड-अप इंडिया, आत्मनिर्भर भारत और सतत विकास लक्ष्यों (एसडीजी) के साथ तालमेल स्थापित करेगा, जिससे भारत की समग्र वृद्धि और विकास की संभावना बढ़ेगी।

चुनौतियाँ और सुझाव:

• यद्यपि क्वांटम प्रौद्योगिकी के कई लाभ हैं, तथापि यह चुनौतियां भी प्रस्तुत करती है अतः इसके सुरक्षित और प्रभावी कार्यान्वयन को सुनिश्चित करना आवश्यक है।
• प्राथमिक चिंताओं में से एक उस एन्क्रिप्शन को तोड़ने की क्षमता है जो अधिकांश उद्योग, डिजिटल बुनियादी ढांचे और अर्थव्यवस्थाओं को रेखांकित करता है।
• यह भेद्यता संवेदनशील डेटा और लेनदेन की गोपनीयता और उपलब्धता से समझौता कर सकती है, जिससे सुरक्षा क्वांटम प्रौद्योगिकी विकास का एक महत्वपूर्ण पहलू बन सकती है।
• इन चुनौतियों से पार पाने के लिए, एनक्यूएम को रणनीतिक रूप से नई प्रतिभाओं की भर्ती करने, सहकार्यात्मक बहु-संस्थागत सहयोग को बढ़ावा देने और मिशन की समय सीमा को पूरा करने के लिए कुशल बुनियादी ढांचे के निर्माण को सुनिश्चित करने पर ध्यान केंद्रित करने की आवश्यकता है।
• इसके अतिरिक्त, एक अच्छी तरह से संतुलित आर एंड डी पारिस्थितिकी तंत्र स्थापित किया जाना चाहिए, जहां निकट अवधि के लक्ष्यों और अनुप्रयोगों के लिए सामग्री अनुसंधान सह-अस्तित्व में है और अधिक मौलिक और भविष्य के उद्देश्यों को लक्षित करने वाले अनुसंधान के साथ सहयोग करता है।

अग्रगामी रणनीति:

• क्वांटम प्रौद्योगिकी के भौतिक क्षेत्रों में भारत का समय पर निवेश और कुशल प्रबंधन देश को इस क्षेत्र में वैश्विक नेतृत्व प्रदान कर सकता है। राष्ट्रीय क्वांटम मिशन की क्षमता-निर्माण पहल का लाभ उठाकर और अंतरराष्ट्रीय भागीदारों के साथ सहयोग को बढ़ावा देकर, भारत क्वांटम क्षेत्र में अपनी सुरक्षा स्थिति को मजबूत कर सकता है।

निष्कर्ष

राष्ट्रीय क्वांटम मिशन भारत के लिए क्वांटम प्रौद्योगिकी में आगे बढ़ने और अपने सुरक्षा उपायों को बढ़ाने का एक परिवर्तनकारी अवसर प्रस्तुत करता है। अनुसंधान एवं विकास, सहयोग और क्षमता निर्माण पर रणनीतिक फोकस के साथ, भारत क्वांटम वर्चस्व की वैश्विक दौड़ में खुद को एक प्रमुख खिलाड़ी के रूप में स्थापित कर सकता है।