Key Takeaways
- Para peneliti mengatakan terobosan dalam menggunakan cahaya untuk mengirim informasi dapat menyebabkan gadget dengan konsumsi daya yang sangat rendah.
- Para peneliti menggunakan semikonduktor jenis baru untuk membuat titik-titik kuantum yang disusun seperti karton telur.
- Penelitian baru ini adalah salah satu dari sejumlah teknologi baru yang memungkinkan perangkat berdaya sangat rendah.
Terobosan baru-baru ini dalam mengirimkan informasi menggunakan cahaya dapat menyebabkan gadget dengan konsumsi daya yang sangat rendah.
Para peneliti mendemonstrasikan bagaimana mereka dapat menggunakan efek kuantum yang dikenal sebagai nonlinier untuk memodifikasi dan mendeteksi sinyal cahaya yang lemah. Perkembangan tersebut akhirnya dapat digunakan pada perangkat elektronik pribadi. Tapi jangan berharap untuk melihat gadget kuantum di Best Buy dalam waktu dekat.
"Pendekatan yang dijelaskan dalam artikel ini relevan dan menarik, tetapi tampaknya masih jauh dari penerapan," Scott Hanson, pendiri dan chief technology officer Ambiq, sebuah perusahaan yang berspesialisasi dalam perangkat berdaya rendah, kata dalam wawancara email.
"Chip yang digunakan pada gadget terbaru saat ini didasarkan pada 'switch' berbasis silikon yang kira-kira sama yang telah ada selama beberapa dekade. Bahkan perubahan kecil pada cara pembuatan chip ini membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk diterapkan."
Efek Quantum Menghasilkan Penemuan
Para peneliti menggunakan semikonduktor jenis baru untuk membuat titik-titik kuantum yang disusun seperti karton telur. Tim menghasilkan lanskap energi karton telur ini dengan dua serpihan semikonduktor, yang dianggap sebagai bahan dua dimensi karena terbuat dari lapisan molekul tunggal, dengan ketebalan hanya beberapa atom.
Semiduktor dua dimensi memiliki sifat kuantum yang sangat berbeda dari potongan yang lebih besar, dan dapat digunakan pada perangkat berdaya rendah.
Agar ini berkelanjutan, kita harus menemukan cara untuk menghemat masa pakai baterai-yang berarti menjalankan elektronik dengan daya yang lebih kecil.
"Para peneliti bertanya-tanya apakah efek nonlinier yang dapat dideteksi dapat dipertahankan pada tingkat daya yang sangat rendah hingga foton individual. Ini akan membawa kita ke batas bawah konsumsi daya yang mendasar dalam pemrosesan informasi, " Hui Deng, seorang profesor fisika dan penulis senior makalah di Nature yang menjelaskan penelitian tersebut, mengatakan dalam rilis berita.
Salah satu tantangan utama yang harus diatasi para peneliti adalah bagaimana mengontrol titik-titik kuantum. Untuk mengontrol titik-titik sebagai satu kelompok dengan cahaya, tim membangun resonator dengan membuat satu cermin di bagian bawah, meletakkan semikonduktor di atasnya, dan kemudian meletakkan cermin kedua di atas semikonduktor.
"Anda perlu mengontrol ketebalan dengan sangat ketat sehingga semikonduktor berada pada medan optik maksimum," kata Zhang Long, peneliti pascadoktoral di lab Deng dan penulis pertama makalah tersebut, dalam siaran pers..
Semiduktor 2D baru dapat membawa perangkat kuantum ke suhu kamar daripada suhu dingin ekstrem yang saat ini diperlukan.
"Kita mendekati akhir Hukum Moore," kata Steve Forrest, seorang profesor teknik dan rekan penulis makalah, mengacu pada tren kepadatan transistor pada sebuah chip yang berlipat ganda setiap dua tahun, dalam rilis berita.
"Materi dua dimensi memiliki banyak sifat elektronik dan optik yang menarik yang mungkin, pada kenyataannya, membawa kita ke daratan di luar silikon."
Jika penelitian Deng membuahkan hasil, Ultra-Low Power Devices (ULPD) bisa sangat bermanfaat bagi pengguna, kata Charlie Goetz, CEO Powercast, sebuah perusahaan listrik nirkabel, dalam sebuah wawancara email."Mereka akan memungkinkan jaringan IoT di mana-mana untuk dikonfigurasi dan digunakan. Ini, pada gilirannya, akan memberi makan AI, yang kemudian dapat mengubah kuantitas input menjadi output berkualitas," tambahnya.
"ULPD akan menjadi faktor pendukung yang akan mendorong kota-kota yang lebih hijau, lebih aman, lebih efisien-pintar di masa depan."
Menjelajahi Banyak Jalan dengan Daya Rendah
Para peneliti sedang menjajaki sejumlah teknologi lain yang memungkinkan perangkat berdaya sangat rendah.
"Ada kemajuan yang mengesankan dalam ruang System on a Chip (SoC) beberapa tahun terakhir ini," kata Goetz. "Perangkat berdaya rendah ini dapat berjalan selama bertahun-tahun dengan baterai dan, yang lebih penting, dapat diaktifkan secara nirkabel dari jarak jauh menggunakan frekuensi radio atau dalam beberapa kasus, inframerah."
Ras manusia berenang dengan baterai dari smartphone hingga alarm kebakaran, kata Hanson. "Ini dengan cepat menjadi tidak terkendali karena pakaian, rumah, dan kota-kota di sekitar kita semua menjadi 'pintar' dan 'terhubung,'" tambahnya.
"Agar hal ini berkelanjutan, kita harus menemukan cara untuk menghemat masa pakai baterai-yang berarti menjalankan elektronik dengan daya yang lebih kecil. Teknologi yang mencapai tujuan 'menghirup lebih sedikit daya' sangat penting."
