Pengembangan komputer kuantum yang dapat memecahkan masalah yang hanya dapat dipecahkan oleh komputer klasik dengan usaha keras atau bahkan tidak sama sekali—inilah tujuan yang saat ini dikejar oleh semakin banyak tim peneliti di seluruh dunia. Alasannya: Efek kuantum, yang berasal dari dunia partikel dan struktur terkecil, memungkinkan banyak aplikasi teknologi baru. Yang disebut superkonduktor, yang memungkinkan pemrosesan informasi dan sinyal sesuai dengan hukum mekanika kuantum, dianggap sebagai komponen yang menjanjikan untuk mewujudkan komputer kuantum. Namun, kendala dari nanostruktur superkonduktor adalah bahwa mereka hanya berfungsi pada suhu yang sangat rendah dan oleh karena itu sulit untuk diterapkan secara praktis. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Para peneliti di Universitas Münster dan Forschungszentrum Jülich kini, untuk pertama kalinya, mendemonstrasikan apa yang dikenal sebagai kuantisasi energi dalam nanowire yang terbuat dari superkonduktor suhu tinggi—yaitu superkonduktor, di mana suhu dinaikkan di bawah ambang batas di mana efek mekanika kuantum mendominasi. Nanowire superkonduktor kemudian hanya mengasumsikan keadaan energi tertentu yang dapat digunakan untuk mengkodekan informasi. Dalam superkonduktor suhu tinggi, para peneliti juga mampu mengamati untuk pertama kalinya penyerapan satu foton, partikel cahaya yang berfungsi untuk mengirimkan informasi.
“Di satu sisi, hasil penelitian kami dapat berkontribusi pada penggunaan teknologi pendinginan yang jauh lebih sederhana dalam teknologi kuantum di masa depan, dan di sisi lain, hasil ini menawarkan wawasan baru tentang proses yang mengatur keadaan superkonduktor dan dinamikanya, yang masih belum dipahami,” tegas pemimpin studi, Profesor Madya Carsten Schuck dari Institut Fisika di Universitas Münster. Oleh karena itu, hasil penelitian ini mungkin relevan untuk pengembangan jenis teknologi komputer baru. Studi ini telah diterbitkan dalam jurnal Nature Communications.
Para ilmuwan menggunakan superkonduktor yang terbuat dari unsur yttrium, barium, tembaga oksida, dan oksigen, atau disingkat YBCO, yang darinya mereka membuat kawat tipis berukuran beberapa nanometer. Ketika struktur ini menghantarkan arus listrik, dinamika fisik yang disebut 'pergeseran fase' terjadi. Dalam kasus nanowire YBCO, fluktuasi kerapatan pembawa muatan menyebabkan variasi pada arus superkonduktor. Para peneliti menyelidiki proses dalam nanowire pada suhu di bawah 20 Kelvin, yang setara dengan minus 253 derajat Celcius. Dikombinasikan dengan perhitungan model, mereka mendemonstrasikan kuantisasi keadaan energi dalam nanowire. Suhu di mana kawat memasuki keadaan kuantum ditemukan pada 12 hingga 13 Kelvin—suhu beberapa ratus kali lebih tinggi daripada suhu yang dibutuhkan untuk material yang biasanya digunakan. Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk menghasilkan resonator, yaitu sistem berosilasi yang disetel ke frekuensi tertentu, dengan masa pakai yang jauh lebih lama dan untuk mempertahankan keadaan mekanika kuantum lebih lama. Ini merupakan prasyarat untuk pengembangan jangka panjang komputer kuantum yang semakin besar.
Komponen penting lainnya untuk pengembangan teknologi kuantum, tetapi berpotensi juga untuk diagnostik medis, adalah detektor yang dapat mendeteksi bahkan foton tunggal. Kelompok riset Carsten Schuck di Universitas Münster telah bekerja selama beberapa tahun untuk mengembangkan detektor foton tunggal berbasis superkonduktor. Apa yang sudah bekerja dengan baik pada suhu rendah, para ilmuwan di seluruh dunia telah mencoba mencapainya dengan superkonduktor suhu tinggi selama lebih dari satu dekade. Pada nanowire YBCO yang digunakan untuk penelitian ini, upaya ini kini berhasil untuk pertama kalinya. “Temuan baru kami membuka jalan bagi deskripsi teoretis yang dapat diverifikasi secara eksperimental dan pengembangan teknologi baru,” kata rekan penulis Martin Wolff dari kelompok riset Schuck.
Anda dapat yakin bahwa editor kami memantau dengan cermat setiap masukan yang dikirimkan dan akan mengambil tindakan yang sesuai. Pendapat Anda penting bagi kami.
Alamat email Anda hanya digunakan untuk memberi tahu penerima siapa pengirim email tersebut. Baik alamat Anda maupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk tujuan lain apa pun. Informasi yang Anda masukkan akan muncul dalam pesan email Anda dan tidak disimpan oleh Phys.org dalam bentuk apa pun.
Dapatkan pembaruan mingguan dan/atau harian yang dikirimkan ke kotak masuk Anda. Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja dan kami tidak akan pernah membagikan detail Anda kepada pihak ketiga.
Situs ini menggunakan cookie untuk membantu navigasi, menganalisis penggunaan layanan kami, dan menyediakan konten dari pihak ketiga. Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui bahwa Anda telah membaca dan memahami Kebijakan Privasi dan Syarat Penggunaan kami.
Waktu posting: 07-04-2020