Bab 19: Refleksi

Chu Qian berkata, “Seluruh informasi galaksi Bima Sakti mungkin akan diproyeksikan ke suatu wilayah tertentu, lalu kita membangun hubungan dengan wilayah itu. Wilayah ini disebut kolam transit. Ia berfungsi seperti stasiun pemancar sinyal. Dengan begitu, kita bisa berkomunikasi dengan bagian lain galaksi Bima Sakti. Tentu saja, saat ini kita belum berani melakukan komunikasi, hanya digunakan untuk mendeteksi dan mengamati.”

Saat ini, yang dibicarakan adalah jaringan komunikasi pemetaan yang memanfaatkan kolam transit. Setiap kolam transit, tergantung pada jaringan pemetaan yang terhubung, dapat mencakup satu atau beberapa wilayah. Jangkauan setiap wilayah dapat mencapai ribuan tahun cahaya. Pengendali kolam transit biasanya akan memperkecil cakupannya untuk menghindari gangguan pada kolam transit di sekitar. Modul transit berfungsi utama untuk pemrosesan sinyal dan pembagian sumber daya. Modul penerima-pengirim bertugas menerima dan mengubah sinyal, di mana sinyal dari galaksi jauh diterima oleh kolam transit, kemudian diubah dan diteruskan ke galaksi yang berjarak lebih dekat.

Jika dilihat dari sudut pandang komunikasi kuantum, komunikasi ruang pemetaan dengan kolam transit memiliki kemiripan. Komunikasi kuantum didasarkan pada asumsi bahwa dua partikel kuantum dengan bentuk yang sama, tidak peduli seberapa jauh jaraknya di alam semesta, jika salah satu berubah, maka yang lain akan mengalami perubahan yang sama persis.

Biasanya, transmisi informasi membutuhkan medium. Percakapan antar manusia membutuhkan suara, komunikasi antara ponsel dan stasiun pemancar menggunakan gelombang elektromagnetik, dan internet membutuhkan sinyal cahaya yang mengalir di kabel optik. Namun, di dunia kuantum, dengan bantuan foton yang saling terkait, status kuantum dapat ditransmisikan secara tak kasatmata tanpa membutuhkan medium.

Status kuantum adalah keadaan partikel-partikel seperti atom, neutron, proton, yang dapat menunjukkan energi, rotasi, pergerakan, medan magnet, dan sifat fisik lainnya. Keterikatan kuantum berarti bahwa dua partikel mikroskopis yang berasal dari sumber yang sama memiliki hubungan keterikatan, tidak peduli seberapa jauh mereka dipisahkan, perubahan pada satu partikel akan langsung menyebabkan perubahan pada partikel lain.

Komunikasi ruang pemetaan mirip dengan komunikasi kuantum, tetapi juga memiliki banyak perbedaan karena melibatkan pemetaan seluruh ruang. Informasi dari kolam transit A dapat melintas puluhan ribu tahun cahaya untuk sampai ke kolam transit B.

Modul transit terutama berfungsi melakukan pemrosesan sinyal dan pembagian sumber daya. Modul transit awalnya membagi informasi ke sejumlah penerima terbatas. Jika dibagi ke dua penerima, kemudian ada mesin ketiga yang menerima informasi itu, ada dugaan informasi tersebut bisa rusak atau terdeteksi. Selain itu, belum diketahui pasti kepada siapa informasi itu harus dikirim.

Dari sudut pandang komunikasi kuantum, ketika energi atau materi mencapai tingkat yang sangat kecil, maka tidak bisa lagi diukur secara tepat. Karena pengukuran berarti intervensi; bila objek yang diukur sudah sangat kecil, maka pengukuran pasti akan mengubahnya sepenuhnya. Secara teori, mikroskop yang paling sempurna pun tak berdaya terhadap partikel tingkat kuantum, karena sekali disentuh saja, status partikel yang hendak diukur sudah rusak. Apabila partikel dengan status kuantum membawa informasi sandi, maka tidak akan bisa disadap di tengah jalan.

Prinsip ketidakpastian Heisenberg adalah prinsip dasar mekanika kuantum yang menyatakan bahwa tidak mungkin menentukan posisi dan momentum kuantum secara bersamaan dengan ketelitian yang sama; hanya salah satu yang bisa diukur secara tepat. Teorema ketidakbisaan menyalin satu kuantum merupakan turunan prinsip ketidakpastian tersebut, menyatakan bahwa tanpa mengetahui status kuantum, mustahil menyalin satu partikel kuantum, sebab menyalin membutuhkan pengukuran, dan pengukuran pasti mengubah statusnya.

Menggunakan status kuantum sebagai kunci enkripsi berarti tidak bisa disalin, sehingga sangat aman. Segala upaya untuk menyadap atau menguji kunci kuantum pasti akan mengubah status kuantum tersebut. Dengan demikian, penyadap hanya akan memperoleh informasi tak berarti, dan penerima sah dapat mengetahui bahwa kuncinya pernah disadap melalui perubahan status kuantum. Para ilmuwan berharap di masa depan dapat mewujudkan transmisi sandi kuantum dengan jarak jauh dan kecepatan tinggi. Namun, penerapan kunci kuantum sangat sulit, karena sepasang partikel yang saling terkait sulit dipertahankan stabil dalam jarak jauh. Kunci yang efektif dalam beberapa meter akan rusak dalam beberapa kilometer.

Lembaga Riset Optik sedang meneliti bagaimana mendapatkan informasi tanpa merusak data aslinya.

Chu Qian berkata, “Ini seperti paket yang dikirim dari A ke B, dan kamu ingin tahu apa isinya.”

Qi Yanliang menjawab, “Bukankah tinggal dibuka saja lalu dibungkus kembali?”

Chu Qian berkata, “Itu pasti ketahuan.”

Qi Yanliang berkata, “Bagaimana kalau diterangi cahaya?”

Chu Qian berkata, “Itu akan merusak isinya.”

Qi Yanliang berkata, “Ditambah arus listrik, atau medan magnet misalnya?”

Chu Qian berkata, “Itu juga akan merusak isinya.”

Qi Yanliang berkata, “Jadi sekarang, kita hanya menggunakan sinar yang mirip dengan sinar kosmik di lingkungan sekitar untuk mendeteksi informasi. Agar tidak ketahuan. Dengan begitu, andaipun terjadi kerusakan, peradaban pengirim hanya mengira itu gangguan sinar kosmik, bukan deteksi oleh peradaban lain.”

Qi Yanliang berkata, “Kau bisa saja memikirkan cara seperti itu.”

Sinar kosmik adalah partikel subatom bermuatan tinggi yang berasal dari luar angkasa. Partikel-partikel ini bisa menghasilkan partikel sekunder yang mampu menembus atmosfer dan permukaan Bumi. Sinar kosmik primer terutama berasal dari luar angkasa dan ketika bertabrakan dengan atmosfer, mereka umumnya adalah partikel stabil seperti proton, inti atom, atau elektron. Ada juga sebagian kecil partikel antimateri stabil, seperti positron atau antiproton.

Sekitar 89% sinar kosmik terdiri dari proton murni, 10% inti helium atau partikel alfa, dan 1% adalah unsur berat. Inti-inti atom ini membentuk 99% sinar kosmik. Elektron, misalnya partikel beta, membentuk sebagian besar dari sisa 1%; sedangkan sinar gamma dan neutrino energi tinggi hanya sebagian sangat kecil.

Sistem optik dalam modul penerima-pengirim digunakan untuk pencitraan dan komunikasi, yaitu memperoleh distribusi amplitudo kompleks atau intensitas cahaya di bidang objek, lalu menghasilkan distribusi yang sama di bidang bayangan. Sistem komunikasi berfungsi untuk mengumpulkan, memproses, dan mentransmisikan informasi, yang biasanya berubah seiring waktu, seperti tegangan yang dimodulasi atau gelombang cahaya. Dari sudut pandang teori komunikasi, distribusi amplitudo kompleks atau intensitas cahaya di bidang objek dapat dianggap sebagai informasi masukan dan bidang objek disebut bidang input; sedangkan distribusi di bidang bayangan dianggap sebagai informasi keluaran, dan disebut bidang output. Fungsi sistem optik adalah mengubah informasi masukan menjadi informasi keluaran; hanya saja, sistem optik mentransmisikan dan memproses informasi yang berubah secara spasial, sementara sistem komunikasi memproses sinyal yang berubah secara temporal.

Kesamaan antara sistem optik dan sistem komunikasi konvensional tidak hanya terletak pada keduanya yang berfungsi mentransmisikan dan mengubah informasi, namun juga karena keduanya memiliki sifat dasar yang sama, seperti linearitas dan ketidakberubahan ruang serta waktu. Oleh karena itu, keduanya dapat dianalisis dengan metode spektrum. Banyak konsep dan metode klasik teori komunikasi, seperti penyaringan, ekstraksi sinyal dalam derau, korelasi, konvolusi, dan sebagainya, telah diadopsi dalam bidang optik, terutama dalam fungsi transfer optik, pengolahan informasi optik, dan teknologi holografi.