Versi aslinya dari cerita ini muncul di Majalah Kuanta.
Selama beberapa dekade terakhir, para peneliti telah memahami bahwa komputer kuantum pada akhirnya akan mampu melakukannya memecahkan kode yang banyak digunakan yang mengamankan sebagian besar dunia digital. Untuk melindungi diri dari nasib buruk ini, mereka telah menghabiskan waktu bertahun-tahun untuk mengembangkan kode-kode baru yang tampak seperti itu aman dari safecracker masa depan dipersenjatai dengan komputer kuantum.
Pada saat yang sama, mereka juga telah merancang cara-cara yang cerdik untuk menggunakan aturan mekanika kuantum untuk menjaga komunikasi tetap aman. Namun mekanika kuantum, sama seperti mekanika “klasik” sebelumnya, hanyalah sebuah teori alam. Bagaimana jika teori tersebut akhirnya digantikan oleh teori yang lebih lengkap, seperti mekanika kuantum yang menggantikan fisika Newton seabad yang lalu? Akankah teknik komunikasi kuantum ini tetap aman di dunia yang memiliki seperangkat aturan yang lebih mendasar?
“Dalam hal protokol kriptografi ini, ada baiknya bersikap paranoid,” katanya Ravishankar Ramanathanseorang ahli teori informasi kuantum di Universitas Hong Kong yang bekerja di bidang kriptografi kuantum. “Mari kita coba meminimalkan asumsi di balik protokol ini. Anggaplah suatu saat nanti orang akan menyadari bahwa mekanika kuantum bukanlah teori alam yang paling mutakhir.”
Ini adalah kemungkinan yang patut dipertimbangkan. Sulitnya permasalahan yang ada—seperti menyelaraskan mekanika kuantum dan gravitasi—menunjukkan bahwa teori alam pasca-kuantum mungkin melibatkan sesuatu yang tidak terduga.
Untuk mencegah kemungkinan bahwa protokol mereka didasarkan pada asumsi yang salah, beberapa kriptografer kuantum mencari lebih banyak prinsip dasar untuk dikembangkan. Alih-alih memulai dari mekanika kuantum, mereka menggali lebih dalam hingga ke konsep kausalitas.
Sabotase Halus
Salah satu cara untuk memahami perkembangan di bidang ini adalah dengan mempertimbangkan distribusi kunci kuantum, yang melibatkan pemanfaatan aturan mekanika kuantum untuk meneruskan kunci—sesuatu yang dapat digunakan untuk memecahkan kode pesan rahasia—dengan cara yang tidak dapat dirusak secara diam-diam. Distribusi kunci kuantum memanfaatkan keterjeratan kuantum, yang mengunci dua partikel melalui salah satu propertinya, seperti putaran. Keterikatan kuantum mengandung sesuatu seperti kawat trip. Jika seseorang mencoba untuk mengacaukan keterjeratan tersebut—seperti yang akan mereka lakukan jika mereka mencoba mencuri kuncinya—intrusi tersebut akan menghancurkan keterjeratan tersebut, dan mengungkap adanya sabotase. Hal ini disebabkan oleh prinsip mekanika kuantum mendasar yang disebut “monogami keterjeratan”.
Namun bagaimana jika prinsip ini tidak lagi dipegang? Dalam kasus seperti itu, jika orang yang menyampaikan pesan tidak memiliki kendali penuh atas perangkat mereka, pihak luar berpotensi mengubah keterikatan partikel secara halus, sehingga mengganggu komunikasi tanpa meninggalkan jejak.
Proses ini disebut quantum jamming, dan upaya untuk memahaminya telah meningkat dalam beberapa tahun terakhir.
Bagi banyak ilmuwan, jamming merupakan hal yang menarik karena dapat membantu mereka lebih memahami mekanika kuantum serta sifat sebab dan akibat. Mereka bertanya-tanya: Adakah prinsip-prinsip mendalam yang melarang terjadinya kemacetan, sehingga menjadikannya mustahil? Atau, jika tidak ada prinsip yang melarang, apakah jamming bisa terjadi di dunia nyata?
Jim si Jammer
Michael Ecksteinseorang ahli fisika teoretis di Universitas Jagiellonian di Krakow, Polandia, suka mengilustrasikan jamming dengan sebuah cerita. Protagonisnya adalah karakter klasik dari penjelasan mekanika kuantum, Alice dan Bob.
“Misalkan Anda memiliki Alice dan Bob, dan mereka bertemu dengan seorang pesulap, Jim the Jammer,” kata Eckstein. “Pesulap berkata, ‘Saya punya dua bola; satu berwarna putih, dan satu lagi hitam.’”
Bola-bola tersebut menggantikan sepasang partikel yang terjerat. Jika dua partikel terjerat, maka keduanya memiliki sifat yang saling terhubung—jika Anda mengukur partikel pertama dan menemukan bahwa putarannya naik, misalnya, putaran partikel lainnya pasti akan turun, dan sebaliknya. Hal ini berlaku bahkan jika partikel lainnya berada di separuh alam semesta. Di sini bola-bola tersebut dihubungkan sedemikian rupa sehingga jika yang satu berwarna putih, yang lainnya akan selalu berwarna hitam.
