Internet kuantum adalah jaringan komputer kuantum yang suatu hari nanti akan mengirim, menghitung, dan menerima informasi yang dikodekan dalam keadaan kuantum. Internet kuantum tidak akan menggantikan internet modern atau klasik, sebaliknya itu akan menyediakan fungsionalitas baru seperti kriptografi kuantum dan komputasi awan kuantum.
Sementara implikasi penuh dari internet kuantum tidak akan diketahui untuk beberapa waktu, beberapa aplikasi telah diteorikan dan beberapa seperti distribusi kunci kuantum sudah digunakan. Tidak jelas kapan internet kuantum global skala penuh akan digunakan, tetapi para peneliti memperkirakan bahwa jaringan kuantum antarnegara akan didirikan dalam 10 hingga 15 tahun ke depan.
Apa itu internet kuantum?
Internet kuantum adalah jaringan komputer kuantum yang saling terhubung dan suatu hari akan memungkinkan orang untuk mengirim, menghitung, dan menerima informasi menggunakan teknologi kuantum.
Tujuan dari internet kuantum bukanlah untuk menggantikan internet yang sudah ditemukan yang kita kenal sekarang, melainkan untuk menciptakan jaringan yang hidup berdampingan yang dapat digunakan untuk memecahkan jenis masalah tertentu.
Ilmuwan berpikir itu akan sangat berguna untuk masalah yang melibatkan banyak variabel seperti menganalisis risiko keuangan, mengenkripsi data, dan mempelajari sifat-sifat material.
Para peneliti ragu bahwa individu akan memiliki komputer kuantum pribadi dalam waktu dekat. Sebaliknya internet kuantum akan ditempatkan di institusi akademik dan perusahaan swasta di mana mereka dapat diakses melalui layanan cloud.
Bagaimana cara kerja internet kuantum?
Komputer kuantum menggunakan satuan dasar informasi yang mirip dengan bit yang digunakan dalam komputasi klasik. Ini disebut qubit.
Namun tidak seperti bit komputer konvensional yang menyampaikan informasi sebagai 0 atau 1, qubit menyampaikan informasi melalui kombinasi keadaan kuantum yang merupakan kondisi unik yang hanya ditemukan pada skala subatomik.
Misalnya satu keadaan kuantum digunakan untuk menyandikan informasi adalah sifat yang disebut spin yang merupakan momentum sudut intrinsik elektron. Putaran dapat dianggap seperti jarum kompas kecil yang mengarah ke atas atau ke bawah. Para peneliti dapat memanipulasi jarum itu untuk menyandikan informasi ke dalam elektron itu sendiri, seperti yang mereka lakukan dengan bit konvensional tetapi dalam kasus ini informasi tersebut dikodekan dalam kombinasi kemungkinan keadaan. Qubit bukanlah 0 atau 1 melainkan keduanya dan bukan keduanya dalam fenomena kuantum yang disebut superposisi.
Hal ini memungkinkan komputer kuantum untuk memproses informasi dengan cara yang sama sekali berbeda dari rekan konvensional mereka dan oleh karena itu mereka dapat memecahkan jenis masalah tertentu yang bahkan membutuhkan waktu puluhan tahun untuk menyelesaikan superkomputer terbesar. Ini adalah masalah seperti memfaktorkan jumlah besar atau menyelesaikan perhitungan logistik yang rumit. Komputer kuantum akan sangat berguna untuk kriptografi serta menemukan jenis obat farmasi baru atau bahan baru untuk sel surya, baterai, atau teknologi lainnya.
Tetapi untuk membuka potensi itu, komputer kuantum harus mampu memproses qubit dalam jumlah besar lebih dari yang dapat dikelola oleh satu mesin mana pun saat ini. Kecuali beberapa komputer kuantum dapat digabungkan melalui internet kuantum dan kekuatan komputasinya digabungkan menciptakan sistem yang jauh lebih mumpuni.
Ada beberapa jenis qubit dalam pengembangan dan masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan yang berbeda. Qubit yang paling umum dipelajari saat ini adalah titik kuantum, perangkap ion, sirkuit superkonduktor, dan spin defect qubit.
Manfaat internet kuantum?
Seperti banyak kemajuan ilmiah lainnya, kita tidak akan memahami semua yang dapat dilakukan oleh internet kuantum sampai sepenuhnya dikembangkan.
Sedikit yang dapat membayangkan 60 tahun yang lalu bahwa beberapa komputer yang saling terhubung suatu hari akan melahirkan lanskap digital yang luas seperti yang kita kenal sekarang. Internet kuantum menghadirkan hal yang serupa, tetapi sejumlah aplikasi telah diteorikan dan beberapa telah didemonstrasikan.
Keamanan Komunkasi
Berkat sifat kuantum qubit yang unik, para ilmuwan berpikir internet kuantum akan sangat meningkatkan keamanan informasi sehingga hampir tidak mungkin pesan terenkripsi kuantum dicegat dan diuraikan. Distribusi kunci kuantum atau QKD adalah proses di mana dua pihak berbagi kunci kriptografi melalui jaringan kuantum yang tidak dapat dicegat. Beberapa perusahaan swasta sudah menawarkan proses tersebut bahkan sudah digunakan untuk mengamankan pemilu nasional.
Pada saat yang sama, komputer kuantum menjadi ancaman bagi komunikasi terenkripsi tradisional. RSA standar saat ini untuk melindungi informasi digital yang sensitif hampir tidak mungkin melanggar komputer modern, namun komputer kuantum dengan kekuatan pemrosesan yang cukup dapat melewati enkripsi RSA dalam hitungan menit atau detik.
Jaringan Sensor
Jaringan kuantum yang terealisasi sepenuhnya dapat secara signifikan meningkatkan ketepatan instrumen ilmiah yang digunakan untuk mempelajari fenomena tertentu. Dampak dari jaringan semacam itu akan sangat luas, tetapi minat awal berpusat pada gelombang gravitasi dari lubang hitam, mikroskop, dan pencitraan elektromagnetik.
Meningkatkan Komputasi Kuantum
Menciptakan internet kuantum murni juga akan meringankan kebutuhan informasi kuantum untuk transisi antara sistem klasik dan kuantum yang merupakan rintangan besar dalam sistem saat ini. Sebaliknya itu akan memungkinkan satu set komputer kuantum individu untuk memproses informasi sebagai satu mesin multifungsional, memberi mereka kekuatan komputasi yang jauh lebih besar daripada yang dapat diperintahkan oleh sistem tunggal mana pun.
Internet kuantum mewakili perubahan paradigma dalam cara kita berpikir tentang komunikasi global yang aman. Mampu membuat jaringan komputer kuantum yang akan memungkinkan kita untuk mengirim pesan terenkripsi yang tidak dapat diretas, menjaga teknologi dalam sinkronisasi sempurna melintasi jarak jauh menggunakan jam kuantu, dan memecahkan masalah rumit yang mungkin dihadapi oleh satu komputer kuantum sendirian dan itu hanya beberapa aplikasi yang kita ketahui saat ini. Masa depan kemungkinan akan mengadakan penemuan yang mengejutkan dan berdampak dengan menggunakan jaringan kuantum.
Apa saja kelebihan internet kuantum?
Sementara internet kuantum telah melampaui teori, para ilmuwan masih menyempurnakan banyak perangkat keras esensialnya termasuk komponen yang bertanggung jawab untuk menghasilkan, mentransmisikan, dan menyinkronkan qubit.
Qubit Lebih Stabil
Qubit dikodekan dalam keadaan kuantum partikel subatomik dan keadaan kuantum tersebut mudah terganggu oleh gaya luar seperti getaran atau fluktuasi suhu. Ketika keadaan kuantum terganggu, ia kehilangan informasi apa pun yang dibawanya. Banyak jenis komputer kuantum harus diisolasi dan didinginkan hingga mendekati nol mutlak untuk mencegah hal ini yang berdampak pada biaya yang mahal.
Salah satu cara menyiasati penyimpanan kriogenik adalah dengan menggunakan jenis qubit yang berbeda yang dapat berfungsi pada suhu kamar, seperti spin defect qubit. Ini dibuat dari bahan yang sangat keras seperti berlian atau silikon karbida dan diproduksi dengan cacat tertentu pada struktur molekulnya. Molekul di dalam cacat itu kemudian digunakan untuk menyimpan informasi kuantum.
