देशाच्या सुरक्षेची ‘क्वांटम की’

भवताल वेध - रोहित वाळिंबे

देशाच्या सुरक्षेची ‘क्वांटम की’

लीड
लष्करी क्षेत्रातील सुरक्षित आणि अभेद्य संदेश संप्रेषणासाठी भारताच्या संरक्षण संशोधन आणि विकास संस्थेने (डीआरडीओ) विकसित केलेल्या क्वांटम की डिस्ट्रिब्युशन (क्यूकेडी) प्रणालीची नुकतीच घेण्यात आलेली चाचणी यशस्वी ठरली आहे. भविष्यातील आव्हानांचा विचार करता, ही क्वांटम की डिस्ट्रिब्युशन प्रणाली केवळ सायबर क्षेत्रातील संभाव्य धोक्यांचा सामना करण्यापुरती मर्यादित राहणार नसून देशाच्या संरक्षण व्यवस्थेला अधिक सक्षम करणे, संवेदनशील माहितीचे अभेद्य संरक्षण करणे आणि राष्ट्रीय सुरक्षेला बळकटी देण्यातही महत्त्वाची भूमिका बजावणार आहे.
००००००

भारतातील संरक्षण संशोधन आणि विकास संस्थेने (डीआरडीओ) बंगळुरूस्थित टॅकबिट लॅब्ज या डीप-टेक स्टार्टअपच्या सहकार्याने अत्याधुनिक क्वांटम की डिस्ट्रिब्युशन (क्यूकेडी) प्रणाली विकसित केली आहे. फायबर-आधारित या स्वदेशी प्रणालीमुळे भविष्यात भारताला पूर्णपणे स्वदेशी तंत्रज्ञानावर आधारित सुरक्षित क्वांटम संप्रेषण नेटवर्क उभारण्याचा मार्ग मोकळा झाला असून, संरक्षण दलांसह राष्ट्रीय सुरक्षेशी संबंधित संवेदनशील माहितीची देवाणघेवाण अधिक सुरक्षितपणे करण्यासाठी हे तंत्रज्ञान महत्त्वपूर्ण ठरणार आहे.

अशी आहे क्यूकेडी प्रणाली
क्वांटम की डिस्ट्रिब्युशन (क्यूकेडी) ही भविष्यातील अत्याधुनिक आणि अत्यंत सुरक्षित संप्रेषण प्रणाली मानली जाते. संदेश संप्रेषणाच्या (कम्युनिकेशन) पारंपरिक सांकेतिकीकरण (एन्क्रिप्शन) पद्धती मुख्यतः गुंतागुंतीच्या गणिती अल्गोरिदमवर आधारित असतात. मात्र, क्यूकेडी प्रणाली ही क्वांटम यांत्रिकीच्या मूलभूत नियमांवर आधारित असल्याने ती अधिक विश्वासार्ह आणि अभेद्य मानली जाते.

या प्रणालीमध्ये संदेश पाठविण्यापूर्वी प्रेषक आणि प्राप्तकर्ता यांच्यामध्ये एक गुप्त सांकेतिक ‘की’ (कूटसंकेत) सुरक्षितपणे निर्माण व वितरित केली जाते. ही ‘की’ प्रकाशकणांच्या (फोटॉन्सच्या) क्वांटम अवस्थांचा वापर करून पाठविली जाते. क्वांटम यांत्रिकीच्या नियमांनुसार, या प्रकाशकणांचे निरीक्षण किंवा त्यांच्यात कोणताही हस्तक्षेप करण्याचा प्रयत्न झाला, तर त्यांच्या अवस्थेत तात्काळ बदल होतो. त्यामुळे संप्रेषणामध्ये तिसऱ्या व्यक्तीने घुसखोरी केली आहे, हे प्रेषक आणि प्राप्तकर्ता यांना लगेच समजते. यामुळे संदेशाचा मजकूर चोरणे किंवा गुप्तपणे ऐकणे जवळपास अशक्य होते. म्हणूनच क्यूकेडी प्रणालीला भविष्यातील क्वांटम संगणकांच्या वाढत्या क्षमतेमुळे उद्‍भवणाऱ्या सायबर धोक्यांवर ही प्रणाली प्रभावी उपाय मानली जाते. त्यामुळे ही प्रणाली केवळ संरक्षणापुरतीच मर्यादित राहणार नसून क्वांटम कम्युनिकेशनचा उपयोग भविष्यात बँकिंग, अणुऊर्जा केंद्रे, वीज वितरण व्यवस्था, उपग्रह दळणवळण, शेअर बाजार, आरोग्य सेवा आणि सरकारी डेटा केंद्रे यांसारख्या संवेदनशील क्षेत्रांमध्येही या तंत्रज्ञानाचा वापर वाढण्याची शक्यता आहे. डिजिटल अर्थव्यवस्थेचा विस्तार होत असताना सायबर सुरक्षा ही राष्ट्रीय सुरक्षेचाच भाग ठरली आहे.

पारंपरिक एन्क्रिप्शन अपुरे?
आज संपूर्ण डिजिटल जगाचे सुरक्षाकवच पारंपरिक एन्क्रिप्शन तंत्रज्ञानावर अवलंबून आहे. इंटरनेट बँकिंग, ऑनलाइन व्यवहार, सरकारी संकेतस्थळे, संरक्षण दलांचे संदेश, उपग्रह दळणवळण, आरोग्य क्षेत्रातील रुग्णांची माहिती, उद्योगक्षेत्रातील गोपनीय माहिती अशा जवळपास सर्वच संवेदनशील माहितीचे संरक्षण ‘आरएसए’, ‘ईसीसी’ आणि ‘एईएस’ यांसारख्या एन्क्रिप्शन प्रणालींद्वारे केले जाते. या प्रणालींची सुरक्षितता अत्यंत गुंतागुंतीच्या गणिती समस्यांवर आधारित आहे. आज उपलब्ध असलेल्या पारंपरिक संगणकांसाठी या समस्यांचे उत्तर शोधणे इतके वेळखाऊ आहे, की त्यातून माहिती उलगडणे व्यवहार्य ठरत नाही. त्यामुळे आजच्या घडीला या प्रणाली सुरक्षित मानल्या जातात.

मात्र, क्वांटम संगणकांच्या आगमनामुळे ही परिस्थिती भविष्यात पूर्णपणे बदलू शकते. पारंपरिक संगणक ज्या गणिती समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी हजारो किंवा लाखो वर्षे घेतील, त्याच समस्या भविष्यातील शक्तिशाली क्वांटम संगणक काही मिनिटांत किंवा काही तासांत सोडवू शकतील, असा तज्ज्ञांचा अंदाज आहे. परिणामी, आज सुरक्षित मानली जाणारी एन्क्रिप्शन प्रणाली भविष्यात निष्प्रभ ठरण्याची शक्यता व्यक्त केली जात आहे. त्यामुळे भविष्यात तयार होणारा केवळ डेटा नव्हे, तर आज सुरक्षितपणे साठवून ठेवलेला सरकारी, लष्करी, आर्थिक किंवा वैज्ञानिकदृष्ट्या संवेदनशील डेटादेखील उद्या धोक्यात येऊ शकतो. सायबर सुरक्षेच्या क्षेत्रात याला ‘हार्व्हेस्ट नाऊ, डिक्रिप्ट लेटर’ म्हणून ओळखले जाते. याच पार्श्वभूमीवर जगभरातील विकसित राष्ट्रांनी सायबर सुरक्षेच्या नव्या पर्वाची तयारी सुरू केली आहे. अमेरिकेतील राष्ट्रीय मानक व तंत्रज्ञान संस्था एनआयएसटीने क्वांटम संगणकांनाही सुरक्षित ठरणाऱ्या पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी मानकांची निर्मिती करत आहे. युरोपीय महासंघ, चीन, ब्रिटन, जपान आणि कॅनडासारख्या देशांनीही त्यांच्या महत्त्वाच्या शासकीय व आर्थिक यंत्रणांना भविष्यातील क्वांटम धोक्यांपासून सुरक्षित करण्यासाठी संशोधनाला वेग दिला आहे. याचबरोबर क्वांटम कम्युनिकेशन आणि क्वांटम की डिस्ट्रिब्युशन यांसारख्या तंत्रज्ञानावर मोठ्या प्रमाणावर गुंतवणूक केली जात आहे.

भारताचीही दमदार वाटचाल
क्वांटम तंत्रज्ञानाला भविष्यातील सामरिक, आर्थिक आणि वैज्ञानिक प्रगतीचा पाया मानले जात असल्याने भारतानेही या क्षेत्रात नियोजनबद्ध पावले उचलण्यास सुरुवात केली आहे. एप्रिल २०२३मध्ये केंद्रीय मंत्रिमंडळाने राष्ट्रीय क्वांटम अभियानाला (नॅशनल क्वांटम मिशन) मंजुरी दिली. सुमारे ६,००३.६५ कोटी रुपयांची तरतूद असलेले हे अभियान २०२३-२४ ते २०३०-३१ या आठ वर्षांच्या कालावधीत राबविण्यात येत असून, भारताला क्वांटम विज्ञान व तंत्रज्ञानाच्या क्षेत्रात अग्रगण्य ठेवणे हा त्यामागील मुख्य उद्देश आहे. या अभियानाद्वारे क्वांटम संगणन, क्वांटम संप्रेषण, तसेच उद्योग, संशोधन संस्था आणि स्टार्टअप्स यांच्यात समन्वय निर्माण करण्याचा प्रयत्न केला जात आहे.

राष्ट्रीय क्वांटम अभियानाचा सर्वाधिक महत्त्वाकांक्षी उद्देश म्हणजे भारतात स्वदेशी क्वांटम परिसंस्था उभारणे. यासाठी मध्यम क्षमतेचे क्वांटम संगणक विकसित करणे, सुरक्षित क्वांटम संप्रेषण नेटवर्क उभारणे आणि अत्यंत संवेदनशील क्वांटम संवेदक विकसित करणे, तसेच क्वांटम उपकरणांसाठी आवश्यक साहित्य आणि तंत्रज्ञान देशातच निर्माण करणे, या चार प्रमुख क्षेत्रांवर भर देण्यात आला आहे. देशातील विविध भारतीय तंत्रज्ञान संस्था, भारतीय विज्ञान संस्था, संशोधन प्रयोगशाळा आणि उद्योग यांना या अभियानात सहभागी करून घेण्याचे काम सुरू आहे. विशेष म्हणजे भारताने राष्ट्रीय क्वांटम अभियान सुरू झाल्यानंतर अवघ्या तीन वर्षांपेक्षा कमी कालावधीत तब्बल एक हजार किलोमीटर लांबीचे सुरक्षित क्वांटम संप्रेषण नेटवर्क यशस्वीपणे उभारले आहे. जगातील सर्वाधिक लांबीच्या क्वांटम की डिस्ट्रिब्युशन नेटवर्कपैकी हे एक मानले जात आहे. विशेष म्हणजे, आठ वर्षांत दोन हजार किलोमीटरचे सुरक्षित नेटवर्क उभारण्याचे उद्दिष्ट असताना भारताने त्यातील निम्मे अंतर नियोजित वेळेच्या खूप आधी गाठले आहे. त्यामुळे क्वांटम संप्रेषण क्षेत्रात भारताची प्रगती जागतिक स्तरावरही लक्षणीय मानली जात आहे.

ही कामगिरी पूर्णपणे स्वदेशी तंत्रज्ञानाच्या आधारे साध्य करण्यात आली आहे. क्यूनू लॅब्ज या भारतीय डीप-टेक स्टार्टअपने विकसित केलेल्या क्वांटम की डिस्ट्रिब्युशन तंत्रज्ञानाच्या साहाय्याने हे नेटवर्क उभारण्यात आले. सुरक्षित सायबर संरक्षणासाठी काम करणाऱ्या या स्टार्टअपला राष्ट्रीय क्वांटम अभियानातून आर्थिक आणि तांत्रिक पाठबळ देण्यात आले. क्वांटम क्षेत्रात केवळ सरकारी संशोधन संस्थाच नव्हे, तर भारतीय स्टार्टअप परिसंस्थाही वेगाने विकसित होत आहे. राष्ट्रीय क्वांटम अभियानांतर्गत आतापर्यंत १७ स्टार्टअप्सना प्रोत्साहन देण्यात आले असून, त्यापैकी नऊ नव्या डीप-टेक स्टार्टअप्सना नुकतीच आर्थिक मदत मंजूर करण्यात आली आहे. प्रयोगशाळेतील संशोधन उद्योगांपर्यंत पोहोचावे, नवे उद्योग निर्माण व्हावेत आणि जागतिक बाजारपेठेत स्पर्धात्मक भारतीय तंत्रज्ञान विकसित व्हावे, हा या धोरणामागील उद्देश आहे. यामुळे भारतात क्वांटम तंत्रज्ञानावर आधारित उद्योगसाखळी आकाराला येण्यास सुरुवात झाली आहे.
संशोधनाला चालना देण्यासाठी सरकारने निधी पुरविणाऱ्या विविध संस्थांनाही सक्रिय केले आहे. तंत्रज्ञान विकास मंडळाकडे सुमारे शंभर डीप-टेक प्रस्ताव प्राप्त झाले असून, जैवतंत्रज्ञान उद्योग संशोधन सहाय्यता परिषदेपुढे जवळपास दोनशे प्रस्ताव आले आहेत. यावरून देशातील संशोधन संस्था, विद्यापीठे आणि उद्योजकांमध्ये अत्याधुनिक तंत्रज्ञान विकसित करण्याची वाढती तयारी दिसून येते. क्वांटम तंत्रज्ञानासारख्या गुंतागुंतीच्या क्षेत्रात संशोधन आणि उद्योग यांच्यातील दुवा मजबूत करण्याचा प्रयत्न सरकारकडून सातत्याने केला जात आहे.
डीआरडीओने विकसित केलेली क्वांटम की डिस्ट्रिब्युशन प्रणाली, एक हजार किलोमीटरचे सुरक्षित क्वांटम संप्रेषण नेटवर्क, स्टार्टअप्सना दिलेले प्रोत्साहन आणि स्वदेशी संशोधनावर दिलेला भर या सर्व घडामोडींचा विचार केला, तर भारत केवळ क्वांटम तंत्रज्ञानाचा ग्राहक राहिलेला नाही; तर या क्षेत्रात स्वतःची स्वतंत्र क्षमता विकसित करणाऱ्या देशांमध्ये त्याची वेगाने गणना होऊ लागली आहे. आगामी दशकात संरक्षण, सायबर सुरक्षा, बँकिंग, अवकाश, आरोग्य आणि दळणवळण या क्षेत्रांमध्ये या तंत्रज्ञानाचे परिणाम अधिक स्पष्टपणे दिसून येण्याची शक्यता आहे.

--चौकट---
‘देशाच्या संरक्षणासाठी विविध शस्त्रास्त्र प्रणालींच्या विकासाबरोबरच, सातत्याने विकसित होणाऱ्या तंत्रज्ञानानुसार देशातील पायाभूत सुविधांमध्ये त्याचा अंतर्भाव करणे; तसेच या प्रणालींमधील भविष्यातील धोके ओळखून त्यांवर योग्य त्या उपाययोजना करणेदेखील तितकेच आवश्‍यक आहे. त्याअनुषंगाने क्वांटम मेकॅनिक्सच्या तत्त्वांवर आधारित क्वांटम कम्प्युटिंगसारख्या तंत्रज्ञानाचा उपयोग करून डीआरडीओने विकसित केलेली क्वांटम की डिस्ट्रिब्युशन ही स्वदेशी यंत्रणा म्हणजे गरुडझेपच होय. स्वदेशी क्वांटम परिसंस्था उभारण्यासाठीचे हे महत्त्वाचे पाऊल असून, आगामी काळातील त्याची उपयोगिता व व्याप्ती निश्चितच वाढेल.’
- काशीनाथ देवधर, निवृत्त शास्त्रज्ञ, डीआरडीओ