(© Sebastian Studio – stock.adobe.com)
HANOVER, Jerman — Di alam gelap tempat mekanika kuantum bertemu serat optik, sekelompok ilmuwan Jerman baru saja membuka dimensi baru komunikasi. Bayangkan sebuah dunia tempat rahasia paling sensitif dan koleksi video kucing menggemaskan setiap hari berjalan berdampingan, berbagi jalur informasi yang sama tanpa gangguan. Ini bukan fiksi ilmiah — ini adalah ujung tombak jaringan kuantum, dan ini sedang terjadi sekarang.
Empat peneliti dari Universitas Leibniz Hannover telah memecahkan kode yang telah membingungkan para ilmuwan selama bertahun-tahun: cara mengirim informasi kuantum dan klasik melalui serat optik tunggal. Ini adalah terobosan yang dapat mengantar masuk era internet kuantumjaringan yang sangat aman sehingga komputer masa depan yang paling canggih pun tidak dapat memecahkan enkripsinya.
“Untuk mewujudkan internet kuantum, kita perlu mengirimkan foton yang terjerat melalui jaringan serat optik,” kata Prof. Dr. Michael Kues, kepala Institut Fotonik dan anggota dewan PhoenixD Cluster of Excellence di Universitas Leibniz Hannover, dalam rilis media. “Kami juga ingin terus menggunakan serat optik untuk transmisi data konvensional. Penelitian kami merupakan langkah penting untuk menggabungkan internet konvensional dengan internet kuantum.”
Inti dari inovasi ini, yang diterbitkan dalam jurnal Kemajuan Ilmu Pengetahuanadalah trik pintar manipulasi cahaya. Tim telah mengembangkan cara untuk mengubah warna pulsa laser agar sesuai dengan rona foton yang terjerat, yang memungkinkan kedua jenis sinyal tersebut hidup berdampingan secara harmonis. Ini seperti mengajarkan dua bahasa yang berbeda untuk menggunakan alfabet yang sama tanpa kehilangan makna uniknya.
“Kita dapat mengubah warna pulsa laser dengan sinyal listrik berkecepatan tinggi sehingga warnanya sesuai dengan warna foton yang terjerat,” jelas Philip Rübeling, mahasiswa doktoral di Institut Fotonik yang meneliti internet kuantum. “Efek ini memungkinkan kita untuk menggabungkan pulsa laser dan foton terjerat dengan warna yang sama dalam serat optik dan memisahkannya lagi.”
Terobosan ini bukan hanya tentang pengiriman lebih banyak data — ini tentang menciptakan jaringan hibrida yang dapat menjadi tulang punggung infrastruktur digital masa depan kita. Ini adalah dunia di mana enkripsi kuantum melindungi komunikasi kita yang paling sensitif sekaligus memungkinkan internet sehari-hari mengalir tanpa hambatan.
Saat kita berada di ambang era baru ini, satu hal yang jelas: cahaya di ujung terowongan serat optik akan menjadi jauh lebih terang — dan jauh lebih aneh.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Para peneliti menggunakan pengaturan yang melibatkan beberapa komponen utama: sumber pasangan foton yang terjerat, laser berdenyut untuk sinyal klasik, modulator fase elektro-optik, dan kontrol waktu yang tepat. Mereka dengan hati-hati memanipulasi sinyal klasik dan kuantum menggunakan bentuk gelombang frekuensi radio yang dirancang khusus yang diterapkan pada modulator. Hal ini memungkinkan mereka untuk menggeser frekuensi sinyal klasik sambil membiarkan sinyal kuantum sebagian besar tidak berubah.
Hasil Utama
Tim berhasil menunjukkan bahwa mereka dapat mengirimkan sinyal kuantum dan klasik pada saluran frekuensi yang sama dan kemudian memisahkannya di penerima. Yang terpenting, mereka menunjukkan bahwa keterikatan kuantum antara pasangan foton dipertahankan selama proses ini, bahkan di hadapan sinyal klasik yang jauh lebih kuat.
Keterbatasan Studi
Meski menjanjikan, teknik ini saat ini bekerja pada jarak yang relatif pendek (kurang dari 6 meter dalam percobaan). Memperluasnya ke jarak yang lebih jauh yang umum dalam jaringan telekomunikasi akan memerlukan penanganan tantangan yang terkait dengan sinkronisasi sinyal dan fluktuasi panjang serat. Selain itu, ada trade-off antara kapasitas informasi kuantum dan klasik pada saluran bersama.
Diskusi & Kesimpulan
Penelitian ini merupakan langkah penting menuju pengintegrasian komunikasi kuantum ke dalam jaringan klasik yang ada. Dengan memungkinkan sinyal kuantum dan klasik untuk hidup berdampingan pada saluran frekuensi yang sama, hal ini membuka kemungkinan baru untuk jaringan hibrida kuantum-klasik yang efisien. Hal ini dapat mempercepat adopsi teknologi kuantum dalam aplikasi dunia nyata, mulai dari komunikasi yang aman hingga komputasi kuantum terdistribusi.
Pendekatan ini khususnya patut diperhatikan karena kompatibilitasnya yang potensial dengan infrastruktur telekomunikasi yang ada, yang berpotensi memungkinkan transisi yang lebih lancar ke jaringan yang mendukung kuantum. Namun, penelitian lebih lanjut akan diperlukan untuk menskalakan teknik ini ke jarak dan kapasitas yang dibutuhkan untuk implementasi praktis.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini didanai oleh Kementerian Pendidikan dan Penelitian Federal Jerman, Dewan Riset Eropa di bawah program riset dan inovasi Horizon 2020 Uni Eropa, dan Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Yayasan Riset Jerman). Para penulis menyatakan tidak ada konflik kepentingan.
