Enkripsi data internet saat ini mengandalkan algoritma matematika yang rentan terhadap komputasi kuantum, namun metode baru berdasarkan kriptografi kuantum menggunakan partikel cahaya untuk pengkodean yang tidak mudah rusak dan dapat diperluas secara global melalui satelit. Jaringan hibrid juga dapat menggabungkan kedua jenis enkripsi, menggunakan metode kuantum hanya untuk data yang sangat sensitif.
Kriptografi kuantum memungkinkan komunikasi yang aman dalam jarak jauh.
Bagaimana kami bisa menjamin bahwa data yang dikirim melalui internet hanya dapat diakses oleh penerima yang dituju? Saat ini, data kami diamankan menggunakan metode enkripsi berdasarkan premis bahwa memfaktorkan bilangan besar adalah tugas yang kompleks. Namun, sebagai komputasi kuantum kemajuan, teknik enkripsi ini mungkin menjadi rentan dan berpotensi tidak efektif di masa depan.
Enkripsi melalui hukum fisika
Tobias Vogl, profesor Teknik Sistem Komunikasi Kuantum, sedang mengerjakan proses enkripsi yang mengandalkan prinsip fisika. “Keamanan akan didasarkan pada informasi yang dikodekan menjadi partikel cahaya individual dan kemudian dikirimkan. Hukum fisika tidak mengizinkan informasi ini diekstraksi atau disalin. Ketika informasi disadap, partikel cahaya mengubah karakteristiknya. “Karena kita dapat mengukur perubahan keadaan ini, setiap upaya untuk mencegat data yang dikirimkan akan segera dikenali, terlepas dari kemajuan teknologi di masa depan,” kata Tobias Vogl.
Tantangan besar dalam apa yang disebut kriptografi kuantum terletak pada transmisi data jarak jauh. Dalam komunikasi klasik, informasi dikodekan dalam banyak partikel cahaya dan ditransmisikan melalui serat optik. Namun, informasi dalam satu partikel tidak dapat disalin. Akibatnya, sinyal cahaya tidak dapat diperkuat berulang kali, seperti pada transmisi serat optik saat ini. Hal ini membatasi jarak transmisi informasi hingga beberapa ratus kilometer.
Untuk mengirimkan informasi ke kota atau benua lain, struktur atmosfer akan digunakan. Pada ketinggian lebih dari 10 kilometer, atmosfer sangat tipis sehingga cahaya tidak tersebar atau terserap. Hal ini akan memungkinkan penggunaan satelit untuk memperluas komunikasi kuantum dalam jarak yang lebih jauh.
Satelit untuk komunikasi kuantum
Sebagai bagian dari misi QUICK³, Tobias Vogl dan timnya sedang mengembangkan keseluruhan sistem, termasuk semua komponen yang diperlukan untuk membangun satelit untuk komunikasi kuantum. Pada langkah pertama, tim menguji setiap komponen satelit. Langkah selanjutnya adalah menguji seluruh sistem di luar angkasa.
Para peneliti akan menyelidiki apakah teknologi tersebut dapat bertahan dalam kondisi luar angkasa dan bagaimana setiap komponen sistem berinteraksi. Peluncuran satelit dijadwalkan pada tahun 2025. Namun, untuk menciptakan jaringan komunikasi kuantum yang komprehensif, dibutuhkan ratusan atau mungkin ribuan satelit.
Jaringan hybrid untuk enkripsi
Konsep ini tidak mengharuskan semua informasi dikirimkan menggunakan metode ini, yang sangat rumit dan mahal. Dapat dibayangkan bahwa jaringan hibrid dapat diimplementasikan dimana data dapat dienkripsi baik secara fisik maupun matematis. Antonia Wachter-Zeh, seorang profesor Coding dan Kriptografi, sedang berupaya mengembangkan algoritma yang cukup kompleks sehingga komputer kuantum pun tidak dapat menyelesaikannya.
Di masa depan, mengenkripsi sebagian besar informasi masih cukup menggunakan algoritma matematika. Kriptografi kuantum hanya akan menjadi pilihan untuk dokumen yang memerlukan perlindungan khusus, misalnya dalam komunikasi antar bank.
Referensi: “QUICK3 – Desain Sumber Cahaya Kuantum Berbasis Satelit untuk Komunikasi Kuantum dan Uji Teori Fisika yang Diperluas di Luar Angkasa” oleh Najme Ahmadi, Sven Schwertfeger, Philipp Werner, Lukas Wiese, Joseph Lester, Elisa Da Ros, Josefine Krause, Sebastian Ritter, Mostafa Abasifard, Chanaprom Cholsuk, Ria G. Krämer, Simone Atzeni, Mustafa Gündoğan, Subash Sachidananda, Daniel Pardo, Stefan Nolte, Alexander Lohrmann, Alexander Ling, Julian Bartholomäus, Giacomo Corrielli, Markus Krutzik dan Tobias Vogl, 21 Januari 2024, Teknologi Kuantum Tingkat Lanjut.
DOI: 10.1002/qute.202300343
NewsRoom.id
