Pengembangan komputer kuantum yang dapat memecahkan masalah, yang mana komputer klasik hanya dapat menyelesaikannya dengan susah payah atau tidak sama sekali—ini adalah tujuan yang saat ini dikejar oleh tim peneliti yang jumlahnya terus bertambah di seluruh dunia. Alasannya: Efek kuantum, yang berasal dari dunia partikel dan struktur terkecil, memungkinkan banyak penerapan teknologi baru. Apa yang disebut superkonduktor, yang memungkinkan pemrosesan informasi dan sinyal sesuai dengan hukum mekanika kuantum, dianggap sebagai komponen yang menjanjikan untuk mewujudkan komputer kuantum. Namun, kelemahan dari struktur nano superkonduktor adalah bahwa mereka hanya berfungsi pada suhu yang sangat rendah dan oleh karena itu sulit untuk diterapkan dalam aplikasi praktis. googletag.cmd.push(fungsi() { 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 kawat nano yang terbuat dari superkonduktor bersuhu tinggi—yaitu superkonduktor, yang suhunya dinaikkan hingga di bawah pengaruh mekanika kuantum yang mendominasi. Kawat nano superkonduktor kemudian mengasumsikan hanya keadaan energi tertentu yang dapat digunakan untuk menyandikan informasi. Pada superkonduktor suhu tinggi, para peneliti juga untuk pertama kalinya mengamati penyerapan satu foton, sebuah 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 penelitian ini memberi kita wawasan yang benar-benar baru mengenai proses yang mengatur keadaan superkonduktor dan dinamikanya, yang masih belum diketahui secara pasti. tidak dipahami,” tegas pemimpin studi Jun. Prof. Carsten Schuck dari Institut Fisika di Universitas Münster. Oleh karena itu, hasilnya mungkin relevan untuk pengembangan teknologi komputer jenis baru. Studi ini telah dipublikasikan di jurnal Nature Communications.
Para ilmuwan menggunakan superkonduktor yang terbuat dari unsur yttrium, barium, oksida tembaga dan oksigen, atau disingkat YBCO, dari mana mereka membuat kabel tipis beberapa nanometer. Ketika struktur ini menghantarkan arus listrik, terjadi dinamika fisik yang disebut 'fase slip'. Dalam kasus kawat nano YBCO, fluktuasi kepadatan pembawa muatan menyebabkan variasi arus super. Para peneliti menyelidiki proses dalam kawat nano pada suhu di bawah 20 Kelvin, yang setara dengan minus 253 derajat Celcius. Dikombinasikan dengan perhitungan model, mereka menunjukkan kuantisasi keadaan energi pada kawat nano. Suhu saat kabel memasuki keadaan kuantum ditemukan pada 12 hingga 13 Kelvin—suhu yang beberapa ratus kali lebih tinggi dari 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 hidup lebih lama dan mempertahankan keadaan mekanika kuantum lebih lama. Ini merupakan prasyarat untuk pengembangan jangka panjang komputer kuantum yang semakin besar.
Komponen penting lainnya dalam pengembangan teknologi kuantum, dan juga berpotensi untuk diagnostik medis, adalah detektor yang dapat mendeteksi foton tunggal sekalipun. Kelompok penelitian Carsten Schuck di Universitas Münster telah bekerja selama beberapa tahun untuk mengembangkan detektor foton tunggal berdasarkan superkonduktor. Apa yang sudah berhasil dengan baik pada suhu rendah, telah dicoba dicapai oleh para ilmuwan di seluruh dunia dengan superkonduktor suhu tinggi selama lebih dari satu dekade. Pada kawat nano YBCO yang digunakan untuk penelitian ini, upaya ini kini telah 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 cermat setiap masukan yang dikirimkan dan akan mengambil tindakan yang tepat. 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 di pesan email Anda dan tidak disimpan oleh Phys.org dalam bentuk apa pun.
Dapatkan pembaruan mingguan dan/atau harian 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 Anda atas 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 April 2020