BAGIKAN
(Credit: CHEN Yuao / University of Science and Technology of China)
(Credit: CHEN Yuao / University of Science and Technology of China)

Para ilmuwan China telah membangun jaringan komunikasi kuantum terintegrasi pertama di dunia. Menggabungkan lebih dari 700 serat optik di daratan, dengan dua stasiun di bumi yang terhubung satelit. Sehingga, dapat mencapai apa yang disebut Quantum Key Distribution, pada total jarak 4.600 kilometer bagi para pengguna di seluruh negeri. Quantum key distribution (QKD) adalah suatu metode komunikasi yang aman dengan mengimplementasikan protokol kriptografi yang melibatkan komponen mekanika kuantum.

Tidak seperti enkripsi konvensional, komunikasi kuantum dianggap tidak dapat diretas dan terjamin keamanannya. Merupakan masa depan dalam pemindahan informasi yang aman untuk bank, jaringan listrik, dan berbagai sektor lainnya.

Inti dari komunikasi kuantum adalah distribusi kunci kuantum (QKD), yang menggunakan status kuantum partikel — misalnya foton — untuk membentuk string nol dan satu. Di saat terjadi penyadapan di antara pengirim dan penerimanya, dengan cepat akan segera dapat diketahui.

Sejauh ini, teknologi QKD yang paling umum menggunakan serat optik untuk transmisi lebih dari beberapa ratus kilometer. Meskipun stabilitasnya tinggi, tetapi kehilangan saluran yang cukup besar. Teknologi QKD utama lainnya menggunakan ruang hampa antara satelit dan stasiun bumi untuk transmisi pada tingkat ribuan kilometer.

Pada tahun 2016, China meluncurkan satelit komunikasi kuantum pertama di dunia (QUESS, atau Mozi / Micius). Dan, mencapai QKD dengan dua stasiun bumi yang berjarak 2.600 km. Pada 2017, jaringan serat optik sepanjang lebih dari 2.000 km diselesaikan untuk QKD antara Beijing dan Shanghai.

Menggunakan relai tepercaya, jaringan ini diintegrasikan untuk melayani lebih dari 150 pengguna industri di seluruh China. Termasuk bank lokal dan bank negara bagian, jaringan listrik kota, dan situs pemerintahan.

Karya ini menunjukkan bahwa teknologi komunikasi kuantum dapat digunakan untuk aplikasi praktis skala besar di masa depan. Demikian pula, jaringan komunikasi kuantum global dapat dibangun jika jaringan kuantum nasional dari berbagai negara digabungkan, jika universitas, institusi, dan perusahaan bersatu untuk menstandarkan protokol, perangkat keras terkait.

Dalam beberapa tahun terakhir, tim secara ekstensif menguji dan meningkatkan kinerja berbagai bagian jaringan terintegrasi. Misalnya, dengan clock rate yang meningkat dan protokol QKD yang lebih efisien, QKD satellite-to-ground sekarang memiliki tingkat pembangkitan kunci rata-rata 47,8 kilobit per detik, yang 40 kali lebih tinggi dari kecepatan sebelumnya.

Para peneliti juga telah mendorong rekor QKD berbasis darat hingga lebih dari 500 km menggunakan teknologi baru yang disebut twin-field QKD (TF-QKD).

Selanjutnya, tim akan memperluas jaringan di China dan dengan mitra internasional mereka dari Austria, Italia, Rusia, dan Kanada. Mereka juga bertujuan untuk mengembangkan satelit QKD skala kecil dan hemat biaya. Juga, receiver berbasis daratan, serta satelit orbit bumi menengah dan tinggi untuk mencapai QKD pada tingkat sepuluh ribu km sepanjang masa.

Para peneliti dari University of Science and Technology of China telah mempublikasikan penelitian ini di jurnal Nature.

BAGIKAN