Peneliti ETH Zurich Membangun ' Dadu Sempurna ' Menggunakan Keterkaitan Kuantum untuk Kebetulan Bersertifikat

ETH Peneliti dari Zurich yang dipimpin oleh Renato Renner membangun “dadu sempurna” dengan mengentang dua qubit yang dihubungkan melalui terowongan sepanjang 30 meter menggunakan foton mikro, lalu menyempurnakan outputnya dengan extractor dua sumber. Eksperimen yang dipublikasikan di Nature menghasilkan angka acak yang ketidakprediktabilannya disertifikasi oleh fisika, menunjukkan aplikasi dalam kriptografi dan permainan yang tidak dapat disaingi oleh generator klasik.

Di dalam terowongan sepanjang 30 meter di Zurich, dua qubit saling bertukar bisikan mikrogelombang dan menghasilkan angka-angka yang tak bisa diragukan oleh mesin apa pun. Tim ETH Zurich yang dipimpin oleh Renato Renner menggunakan keterikatan dan extractor dua sumber untuk menciptakan aliran randomisasi yang bersertifikat oleh fisika, bukan oleh asumsi tentang perangkat keras. Hasil ini memotong kenyamanan lama determinisme sekaligus menunjuk langsung pada penerapan praktis seperti kriptografi dan sistem lotere. Published in Nature, karya ini berargumen bahwa ketidakpastian bukanlah kelemahan pengukuran, melainkan fitur bawaan dari realitas.

Kehidupan sehari-hari terasa prediktif, tetapi fisika kuantum terus menarik karpetnya. Pada skala terkecil, hasilnya menolak untuk ditentukan, dan ketidakpastian ini bukanlah kelemahan alat kita, melainkan cara alam berperilaku. Para ilmuwan telah lama bertanya apakah kekacauan yang tak tereduksi ini dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan randomitas murni. Peneliti di ETH Zurich kini mengatakan ya, dan bukti mereka sangat mencolok.

Dipimpin oleh kriptografer Renato Renner, tim tersebut membangun apa yang mereka sebut sebagai “dadu sempurna,” sebuah sistem yang menghasilkan bit yang tidak dapat diprediksi siapa pun, bahkan oleh penciptanya sendiri. Pengaturan ini menggunakan keterikatan kuantum antara 2 qubit yang dihubungkan oleh foton mikrogelombang sejauh sekitar 98 kaki. Pengukuran pada satu qubit berkorelasi dengan yang lain, tetapi hasil individu tetap pada dasarnya tidak dapat diketahui.

Hasil mentah dari pengukuran tersebut kemudian diproses dengan “two-source extractor,” sebuah teknik yang memurnikan input yang hanya acak lemah menjadi output yang secara terbukti acak. Klaim ini didasarkan pada fisika, bukan pada kepercayaan terhadap bagian dalam perangkat. Dengan kata lain, keacakan disertifikasi oleh struktur eksperimen dan teori kuantum itu sendiri. Pekerjaan ini muncul di Nature, dan bergantung pada puluhan tahun penelitian tes Bell yang menyingkirkan variabel klasik tersembunyi.

Pendekatan ini berbeda dari generator biasa yang mengandalkan algoritma atau kebisingan lingkungan yang berantakan. Di sini, outputnya didasarkan pada hukum mekanika kuantum. Target langsungnya adalah kriptografi, di mana keamanan kunci bergantung pada ketidakprediktabilan. Bank, penyedia cloud, dan modul keamanan perangkat keras dapat mengalirkan bit bersertifikat ini ke dalam pembuatan kunci, boot aman, dan otentikasi berisiko tinggi.

Game dan lotere juga merupakan kandidat yang jelas, meskipun skalabilitas dan biaya akan menentukan kecepatannya. Para peneliti juga menyajikan hasil ini sebagai bukti keunggulan kuantum, sebuah domain di mana mesin klasik tidak dapat memenuhi jaminan tersebut. Bagi pengembang dan CISO, pesan praktisnya sederhana: entropi yang didukung fisika dapat meningkatkan dasar arsitektur keamanan yang masih bergantung pada benih pseudo-acak.

Di luar alat dan protokol, hasil ini mendorong perdebatan panjang. Jika output tertentu secara terbukti berada di luar prediksi, maka ketidakpastian bukan sekadar ketidaktahuan, tetapi melekat pada realitas. Hal ini mendukung pandangan probabilistik mekanika kuantum dan mempersempit ruang bagi penjelasan determinis tersembunyi. Ini juga mengubah model risiko: beberapa ketidakpastian tidak dapat dihilangkan dengan rata-rata, hanya dihormati dan, seperti yang ditunjukkan di sini, dimanfaatkan.