Kapsultekno.com - Para ilmuwan dari University of the Witwatersrand dan University of Bordeaux menemukan pendekatan baru untuk mengirimkan data menggunakan cahaya melalui udara. Dalam pengujian di lingkungan nyata, mereka berhasil mempertahankan fidelitas data lebih dari 98 persen pada sebagian besar kondisi setelah laser melewati jalur sepanjang 270 meter.
Hasil penelitian tersebut diterbitkan di jurnal Science Advances pada 14 Agustus 2026 dengan judul Topological robustness of optical skyrmions through a real-world free-space link.
Komunikasi optik melalui udara atau free-space optical communication (FSO) menawarkan cara mengirimkan data berkecepatan tinggi tanpa kabel. Namun, teknologi ini menghadapi masalah besar berupa turbulensi atmosfer.
Perubahan suhu dan kondisi udara dapat membuat cahaya mengalami perubahan amplitudo, fase, serta polarisasi sehingga informasi yang dibawanya berpotensi rusak.
Tim peneliti mencoba mengatasi masalah tersebut dengan menggunakan optical skyrmions, yaitu struktur cahaya dengan karakteristik topologis tertentu. Berbeda dari bentuk cahaya biasa yang dapat berubah ketika melewati udara yang bergejolak, informasi topologisnya tetap terjaga meskipun bentuk fisik berkas cahaya mengalami distorsi cukup berat.
Diuji di Lingkungan Nyata Sejauh 270 Meter
Eksperimen dilakukan di kampus Wits University di Johannesburg, Afrika Selatan, dikutip dari Techradar. Para peneliti membuat optical skyrmions menggunakan sistem optik, kemudian mengirimkannya melalui jalur udara terbuka sepanjang 270 meter menuju penerima. Pengujian dilakukan dalam kondisi atmosfer berbeda, mulai dari udara pagi yang relatif tenang hingga kondisi siang hari dengan turbulensi panas yang lebih kuat.
Menariknya, meskipun struktur cahaya mengalami perubahan pada amplitudo, fase, dan polarisasi, angka topologinya tetap bertahan. Ketika digunakan untuk membawa informasi, sistem menghasilkan fidelitas lebih dari 98 persen pada sebagian besar kondisi pengujian. Dalam kondisi turbulensi paling ekstrem, fidelitas turun menjadi sekitar 86 persen.
Para peneliti juga menunjukkan bahwa tingkat polarisasi cahaya dapat mengalami penurunan signifikan akibat turbulensi, tetapi karakteristik topologis optical skyrmion tetap bertahan. Artinya, informasi tidak harus selalu bergantung pada bentuk cahaya yang terlihat oleh penerima, tetapi dapat dikodekan menggunakan sifat topologis yang lebih tahan terhadap perubahan lingkungan.
Bisa Jadi Alternatif Komunikasi Fiber Optik
Terobosan ini menarik karena komunikasi laser melalui udara selama ini membutuhkan berbagai teknik untuk mengatasi distorsi, termasuk pemantauan kondisi kanal dan sistem koreksi optik yang kompleks. Pendekatan berbasis topologi berpotensi mengurangi ketergantungan terhadap metode tersebut.
Dalam jangka panjang, teknologi seperti ini dapat digunakan untuk komunikasi satelit, koneksi antara satelit dan stasiun bumi, misi luar angkasa, jaringan optik berkecepatan tinggi hingga komunikasi kuantum. Jalur komunikasi berbasis laser juga berpotensi menjangkau wilayah terpencil tanpa harus memasang jaringan kabel fiber optik secara fisik.
Profesor Andrew Forbes, peneliti di Structured Light Laboratory, School of Physics, Wits University, sebelumnya menjelaskan konsep komunikasi berbasis topologi sebagai cara membaca karakteristik informasi yang tetap bertahan meskipun bentuknya mengalami perubahan.
Dalam konteks penelitian terbaru ini, tim menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa optical skyrmions dapat membawa informasi secara tangguh melalui lingkungan atmosfer nyata, bukan hanya simulasi atau laboratorium terkontrol.
Meski hasilnya menjanjikan, teknologi tersebut masih berada pada tahap penelitian. Pengujian sejauh 270 meter belum berarti internet laser siap menggantikan fiber optik dalam jaringan komersial. Tantangan berikutnya adalah meningkatkan jarak transmisi, kapasitas data, efisiensi perangkat, serta memastikan performanya tetap stabil dalam kondisi atmosfer yang jauh lebih beragam.
Jika berhasil dikembangkan, pendekatan ini dapat membuka jalur baru bagi komunikasi optik, yakni data dikirim melalui udara menggunakan laser, sementara informasi pentingnya dilindungi oleh sifat topologis cahaya itu sendiri.