Terobosan Quantum Internet: Node Skala Besar dengan Ion & Cahaya

Internet kuantum saat ini digadang-gadang sebagai masa depan komunikasi global. Berbeda dengan internet konvensional yang mengirimkan data dalam bentuk bit digital (nol dan satu), internet kuantum bekerja dengan cara yang jauh lebih rumit sekaligus revolusioner. Ia menggunakan foton (partikel cahaya) untuk membawa informasi kuantum yang disebut qubit.

Pendekatan ini menawarkan berbagai potensi besar:

• Komunikasi yang nyaris mustahil diretas.
• Kemampuan menghubungkan komputer kuantum jarak jauh sehingga bekerja layaknya satu sistem superkomputer.
• Teknologi sensor presisi tinggi yang bisa mengukur waktu dan kondisi lingkungan dengan akurasi luar biasa.

Namun, agar jaringan ini bisa berfungsi, diperlukan komponen penting yang disebut node jaringan kuantum. Node ini berperan sebagai pusat komunikasi yang mampu menyimpan informasi kuantum sekaligus menukarkannya melalui cahaya.

Baru-baru ini, para ilmuwan dari Universitas Innsbruck, Austria, berhasil mencetak sejarah dengan menciptakan node jaringan kuantum skala besar yang dapat diandalkan.

 
Bagaimana Node Kuantum Ini Dibuat?

Tim peneliti yang dipimpin oleh Ben Lanyon menggunakan rantai sepuluh ion kalsium di dalam sebuah prototipe komputer kuantum. Ion-ion ini dikendalikan dengan medan listrik secara presisi tinggi, lalu diarahkan satu per satu masuk ke sebuah rongga optik (optical cavity).

Di dalam rongga tersebut, ion diberi pulsa laser yang terkalibrasi dengan cermat. Proses ini menyebabkan ion memancarkan satu foton tunggal. Yang luar biasa, polaritas foton itu terhubung langsung dengan keadaan kuantum ion—fenomena ini dikenal dengan istilah entanglement (keterjeratan kuantum).

Dengan cara ini, para peneliti berhasil menciptakan aliran foton, masing-masing terkait dengan ion-qubit berbeda. Foton-foton tersebut di masa depan bisa dikirim ke node lain untuk menjalin keterjeratan kuantum antar perangkat di lokasi yang berbeda.

 
Tingkat Keberhasilan yang Tinggi

Eksperimen ini menghasilkan fidelity entanglement ion-foton sebesar 92 persen. Angka ini menunjukkan tingkat keandalan yang sangat tinggi.

Menurut Ben Lanyon, keunggulan utama teknik ini ada pada skalabilitasnya. Sebelumnya, eksperimen serupa hanya mampu menghubungkan dua atau tiga ion-qubit dengan foton. Namun, metode ini memungkinkan untuk diperluas hingga ratusan ion.

“Ini membuka peluang untuk menghubungkan prosesor kuantum dari berbagai laboratorium bahkan antar benua,” kata Lanyon.

1. Potensi Aplikasi Internet Kuantum
   Menurut peneliti utama Marco Canteri, metode ini merupakan langkah besar menuju pembangunan jaringan kuantum skala besar. Beberapa aplikasi potensial yang bisa lahir dari teknologi ini adalah:

2. Komunikasi Aman
   Informasi yang ditransmisikan melalui keterjeratan kuantum akan langsung terdeteksi jika ada penyadapan. Hal ini membuat komunikasi menjadi sangat aman.

3. Komputasi Kuantum Terdistribusi
   Dengan jaringan kuantum, beberapa komputer kuantum besar bisa saling terhubung dan bekerja layaknya satu kesatuan. Dampaknya, kekuatan komputasi akan meningkat drastis.

4. Sensor Kuantum Skala Besar
   Teknologi ini bisa digunakan untuk membangun sensor yang sangat sensitif, mampu mendeteksi kondisi lingkungan, gravitasi, hingga perubahan kecil pada waktu.
    

Aplikasi di Luar Jaringan: Jam Atom Optik

Salah satu aplikasi menarik di luar komunikasi adalah pengembangan jam atom optik. Jam ini merupakan alat pengukur waktu paling presisi yang ada saat ini. Tingkat akurasinya sangat tinggi hingga diperkirakan hanya kehilangan kurang dari satu detik sepanjang usia alam semesta.

Jika jam-jam atom optik di berbagai negara dihubungkan melalui jaringan kuantum, kita akan memiliki sistem penentuan waktu global yang belum pernah ada sebelumnya. Hal ini bisa mendukung navigasi satelit, riset astronomi, hingga sistem komunikasi generasi baru.

 
Tantangan yang Masih Ada

Meski sudah sangat menjanjikan, masih ada sejumlah tantangan yang harus diselesaikan:

• Skalabilitas penuh: Bagaimana mempertahankan stabilitas node saat jumlah ion meningkat hingga ratusan atau ribuan?
• Transmisi jarak jauh: Foton bisa kehilangan energi ketika menempuh jarak jauh. Diperlukan teknologi seperti repeater kuantum untuk menjaga integritas sinyal.
• Integrasi dengan internet saat ini: Internet kuantum tidak menggantikan internet biasa. Tantangan besarnya adalah bagaimana menggabungkan keduanya secara harmonis.

Terobosan yang dicapai tim Universitas Innsbruck ini membuktikan bahwa internet kuantum bukan lagi sekadar teori futuristik. Dengan menghubungkan ion dan foton secara stabil dalam jumlah lebih besar, penelitian ini membuka pintu menuju masa depan komunikasi yang lebih aman, lebih kuat, dan lebih presisi.

Jika perkembangan ini terus berlanjut, kita bisa membayangkan dunia yang terhubung melalui jaringan kuantum global—internet generasi baru yang melampaui batasan teknologi saat ini.

Referensi:

1. Canteri, M., Koong, Z. X., Bate, J., Winkler, A., Krutyanskiy, V., & Lanyon, B. P. (2025). Photon-Interfaced Ten-Qubit Register of Trapped Ions. Physical Review Letters. DOI: 10.1103/v5k1-whwz
2. University of Innsbruck. (2025). Quantum Internet Breakthrough: Scientists Build Scalable Network Node With Light and Ions. Press release. Quantum Internet Breakthrough: Scientists Build Scalable Network Node With Light and Ions