Pengembangan komputer kuantum yang dapat memecahkan masalah, yang hanya dapat dipecahkan oleh komputer klasik dengan usaha keras atau tidak sama sekali—inilah tujuan yang saat ini sedang 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 menurut hukum mekanika kuantum, dianggap sebagai komponen yang menjanjikan untuk mewujudkan komputer kuantum. Namun, titik kritis nanostruktur superkonduktor adalah bahwa mereka hanya berfungsi pada suhu yang sangat rendah dan karenanya sulit untuk diterapkan dalam aplikasi 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 nano kawat yang terbuat dari superkonduktor suhu tinggi—yaitu superkonduktor, yang suhunya dinaikkan di bawah suhu tersebut sehingga efek mekanika kuantum mendominasi. Nano kawat superkonduktor kemudian mengasumsikan hanya keadaan energi terpilih yang dapat digunakan untuk mengodekan informasi. Dalam superkonduktor suhu tinggi, para peneliti juga dapat mengamati untuk pertama kalinya penyerapan foton tunggal, partikel cahaya yang berfungsi untuk mengirimkan informasi.
“Di satu sisi, hasil kami dapat berkontribusi pada penggunaan teknologi pendinginan yang sangat disederhanakan dalam teknologi kuantum di masa mendatang, dan di sisi lain, hasil ini menawarkan wawasan yang sama sekali baru tentang proses yang mengatur keadaan superkonduktor dan dinamikanya, yang masih belum dipahami,” tegas pemimpin studi Jun. Prof. Carsten Schuck dari Institut Fisika di Universitas Münster. Oleh karena itu, hasilnya mungkin relevan untuk pengembangan jenis teknologi komputer baru. Studi ini telah dipublikasikan dalam jurnal Nature Communications.
Para ilmuwan menggunakan superkonduktor yang terbuat dari unsur-unsur itrium, barium, tembaga oksida, dan oksigen, atau singkatnya YBCO, yang darinya mereka membuat kawat setipis beberapa nanometer. Ketika struktur ini menghantarkan arus listrik, dinamika fisik yang disebut 'phase slip' terjadi. Dalam kasus kawat nano YBCO, fluktuasi kerapatan pembawa muatan menyebabkan variasi dalam arus super. Para peneliti menyelidiki proses dalam kawat nano pada suhu di bawah 20 Kelvin, yang setara dengan minus 253 derajat Celsius. Dalam kombinasi dengan perhitungan model, mereka menunjukkan kuantisasi status energi dalam kawat nano. Suhu saat kawat memasuki status kuantum ditemukan pada 12 hingga 13 Kelvin—suhu beberapa ratus kali lebih tinggi daripada suhu yang dibutuhkan untuk bahan yang biasanya digunakan. Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk menghasilkan resonator, yaitu sistem osilasi yang disetel ke frekuensi tertentu, dengan masa pakai yang jauh lebih lama dan untuk mempertahankan status mekanika kuantum lebih lama. Ini adalah prasyarat untuk pengembangan jangka panjang komputer kuantum yang semakin besar.
Komponen penting lainnya untuk pengembangan teknologi kuantum, tetapi juga berpotensi untuk diagnostik medis, adalah detektor yang dapat merekam bahkan foton tunggal. Kelompok penelitian Carsten Schuck di Universitas Münster telah bekerja selama beberapa tahun untuk mengembangkan detektor foton tunggal tersebut berdasarkan superkonduktor. Apa yang sudah berfungsi dengan baik pada suhu rendah, telah dicoba dicapai oleh para ilmuwan di seluruh dunia dengan superkonduktor suhu tinggi selama lebih dari satu dekade. Pada nanokabel YBCO yang digunakan untuk penelitian ini, upaya ini kini berhasil untuk pertama kalinya. "Temuan baru kami membuka jalan bagi deskripsi teoretis dan perkembangan teknologi baru yang dapat diverifikasi secara eksperimental," kata rekan penulis Martin Wolff dari kelompok penelitian Schuck.
Anda dapat yakin bahwa editor kami memantau dengan saksama setiap masukan yang dikirim dan akan mengambil tindakan yang tepat. Pendapat Anda penting bagi kami.
Alamat email Anda hanya digunakan untuk memberi tahu penerima tentang siapa yang mengirim email tersebut. Baik alamat Anda maupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk tujuan lain. 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 dikirim ke kotak masuk Anda. Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja dan kami tidak akan pernah membagikan informasi 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 Ketentuan Penggunaan kami.
Waktu posting: 07-Apr-2020