Key Takeaways
- Penelitian baru telah menemukan cara untuk membuat bit kuantum menggunakan kristal.
- Penemuan ini dapat membantu melepaskan potensi revolusi komputasi kuantum.
- Tetapi para ahli mengatakan bahwa Anda seharusnya tidak mengharapkan komputer kuantum untuk menggantikan laptop Anda dalam waktu dekat.
Fisikawan memanfaatkan cara aneh atom berinteraksi satu sama lain untuk membangun komputer kuantum.
Cacat atom pada beberapa kristal dapat membantu melepaskan potensi revolusi komputasi kuantum, menurut penemuan yang dibuat oleh para peneliti Northeastern University. Para ilmuwan mengatakan mereka telah menemukan cara baru untuk membuat bit kuantum menggunakan kristal. Kemajuan teknologi kuantum, yang menerapkan sifat fisika kuantum yang disebut keterjeratan, dapat memungkinkan perangkat yang lebih kuat dan hemat energi.
"Keterikatan adalah kata yang bagus untuk menciptakan hubungan antara partikel yang membuatnya bertindak seolah-olah mereka terikat bersama, " Vincent Berk, CRO & CSO dari perusahaan komputasi kuantum Quantum Xchange mengatakan kepada Lifewire dalam sebuah wawancara email.
"Hubungan ini istimewa karena memungkinkan tindakan pada satu partikel memiliki efek pada partikel lain. Di sinilah tepatnya kekuatan komputasi masuk: ketika keadaan satu hal dapat mengubah atau memengaruhi keadaan lain. Faktanya, berdasarkan ikatan keterjeratan yang gila ini, kita dapat merepresentasikan semua hasil yang mungkin dari sebuah komputasi hanya dalam beberapa partikel."
Bit Kuantum
Para peneliti menjelaskan dalam makalah baru-baru ini di Nature bahwa cacat pada kelas bahan tertentu, khususnya, dichalcogenides logam transisi dua dimensi, mengandung sifat atom untuk membuat bit kuantum, atau singkatnya qubit, yang merupakan bangunan blok untuk teknologi kuantum.
"Jika kita dapat mempelajari cara membuat qubit dalam matriks dua dimensi ini, itu adalah masalah besar, " Arun Bansil, seorang profesor fisika di Northeastern dan rekan penulis makalah ini, mengatakan dalam berita rilis.
Bansil dan rekan-rekannya menyaring ratusan kombinasi material yang berbeda untuk menemukan yang mampu menghosting qubit menggunakan algoritme komputer tingkat lanjut.
"Ketika kami melihat banyak bahan ini, pada akhirnya, kami hanya menemukan beberapa cacat yang layak - sekitar selusin," kata Bansil. "Material dan jenis cacat penting di sini karena pada prinsipnya ada banyak jenis cacat yang dapat terjadi pada bahan apa pun."
Temuan penting adalah bahwa apa yang disebut cacat "antisite" dalam film dari dichalcogenides logam transisi dua dimensi membawa sesuatu yang disebut "spin" bersamanya. Spin, juga disebut momentum sudut, menggambarkan sifat dasar elektron yang didefinisikan dalam salah satu dari dua keadaan potensial: naik atau turun, kata Bansil.
Salah satu prinsip dasar mekanika kuantum adalah bahwa hal-hal seperti– atom, elektron, foton – terus-menerus berinteraksi pada tingkat yang lebih besar atau lebih kecil, Mark Mattingley-Scott, Managing Director EMEA di perusahaan komputasi kuantum Quantum Brilliance, mengatakan dalam sebuah email.
Jika kita dapat mempelajari cara membuat qubit dalam matriks dua dimensi ini, itu adalah masalah besar.
"Komputer kuantum memanfaatkan ketergantungan antar qubit ini, yang pada dasarnya adalah sistem mekanika kuantum yang paling sederhana, untuk secara drastis meningkatkan jumlah solusi yang dapat kita jelajahi secara paralel ketika kita menjalankan program kuantum," tambahnya.
Lompatan Kuantum
Meskipun terobosan terbaru dalam qubit, jangan berharap komputer kuantum akan menggantikan laptop Anda dalam waktu dekat. Para peneliti masih belum mengetahui sistem fisik terbaik untuk membangun komputer kuantum, Michael Raymer, seorang profesor fisika di Universitas Oregon yang mempelajari komputasi kuantum, mengatakan kepada Lifewire melalui email.
"Kemungkinan dalam dekade berikutnya, tidak akan ada QC universal berskala besar yang dapat memecahkan masalah kuantum yang diajukan dengan baik," kata Raymer. "Jadi, orang-orang sedang membangun prototipe menggunakan berbagai 'platform' material.'"
Beberapa prototipe paling canggih menggunakan ion yang terperangkap, termasuk yang dibuat oleh perusahaan seperti ionQ dan Quantinuum. "Ini memiliki keuntungan bahwa semua atom dari satu jenis (misalnya natrium) benar-benar identik, properti yang sangat berguna," kata Raymer.
Aplikasi masa depan untuk komputasi kuantum tidak terbatas, kata para booster.
"Menjawab pertanyaan ini sama dengan menjawab pertanyaan yang sama tentang komputer digital di tahun 1960-an," kata Raymer. "Tidak ada yang memprediksi jawabannya dengan tepat saat itu, dan tidak ada yang bisa melakukannya sekarang. Tetapi komunitas ilmiah memiliki keyakinan penuh bahwa, jika teknologinya berhasil, itu akan berdampak sama seperti revolusi semikonduktor tahun 1990-an-2000-an."
