Otomatisasi Simulasi Quantum Key Distribution Berdasarkan Protokol BB84 pada EDU-QCRY1

Abstract

Perangkat EDU-QCRY1 merupakan perangkat untuk menyimulasikan protokol BB84 yaitu salah satu protokol Quantum Key Distribution (QKD). Quantum Key Distribution merupakan teknik pendistribusian kunci dengan menggunakan metode kuantum dengan memanfaatkan sifat cahaya sebagai partikel dalam bentuk foton. Perangkat EDU-QCRY1 yang dijalankan secara manual memiliki berbagai keterbatasan dalam penggunaannya seperti waktu operasi dan akurasi simulasi yang tergantung pada keterampilan dan ketelitian pengguna. Penelitian ini merancang-bangun sebuah sistem otomatisasi perangkat EDU-QCRY1 dengan menggunakan beberapa perangkat tambahan seperti arduino, motor servo yang dimodifikasi dengan gear dan sensor Light Dependent Resistor (LDR). Perancangan system dibagi menjadi dua versi, sistem versi I menggunakan skenario motor servo pada pengiriman foton, friksi langsung servo pada rotasi polarisator, sensor LDR dengan lakban pada penerimaan bit, dan penyimpanan hasil simulasi pada serial monitor Arduino. Sementara pada sistem versi II, yang merupakan pengembangan dari sistem versi I, menggunakan skenario motor servo pada pengiriman foton, servo dengan gear ratio pada rotasi polarisator, sensor LDR dengan casing pada penerimaan bit, dan penyimpanan hasil simulasi pada database MySQL. Setiap sistem versi dilakukan pengujian unit testing, integration testing, system testing, dan performance testing. Sistem versi II merupakan sistem utama pada sistem otomatisasi dan merupakan sistem versi terakhir yang dirancang. Pengambilan data hasil otomatisasi dilakukan dengan mentransmisikan 100 bit dalam setiap percobaan yang dilakukan 10 kali. Waktu proses otomatisasi diambil dari langkah awal pembangkitan angka acak hingga bit kunci hasil simulasi diproduksi yang didapatkan hasil waktu proses rata rata dari 100 bit yang ditransmisikan adalah selama 7 menit 34,9 detik atau 4 kali lebih cepat dibandingkan proses QKD secara manual. Pengambilan data akurasi didapatkan dari total jumlah bit yang diterima dibandingkan dengan total jumlah bit yang dikirimkan dan didapatkan hasil akurasi sebesar 94%.