Ilustrasi Ilmuwan berhasil selaraskan 13.000 spin nuklir, fondasi baru internet kuantum yang lebih aman (Foto: Scitechdaily)
Jakarta, Jurnas.com - Terobosan besar dicapai dalam pengembangan teknologi kuantum. Tim ilmuwan internasional berhasil membuat lebih dari 13.000 partikel inti atom (spin nuklir) saling terhubung secara kuantum — atau biasa disebut terjerat (entangled) — dalam sebuah sistem kecil bernama quantum dot.
Penelitian ini dipimpin oleh Prof. Mete Atatüre dari Cavendish Laboratory, University of Cambridge, bekerja sama dengan peneliti dari Austria dan negara lain. Temuan ini dipublikasikan di jurnal bergengsi Nature Physics.
Apa Itu Quantum Dot dan Spin Nuklir?
Quantum dot adalah sejenis semikonduktor berukuran sangat kecil — jauh lebih kecil dari sebutir debu — yang bisa “menjebak” partikel seperti elektron dan foton.
Mengenal Kesehatan Mental Menurut Ibnu Sina
Sementara itu, spin nuklir adalah sifat magnetik kecil dari inti atom. Dalam jumlah besar, spin ini biasanya dianggap sebagai gangguan. Tapi kali ini, ilmuwan justru berhasil “menyelaraskan” 13.000 spin tersebut menjadi satu sistem yang sangat stabil dan koheren.
Mereka menyebut kondisi ini sebagai "dark state", semacam keadaan tenang di mana partikel-partikel tidak mudah terganggu oleh lingkungan di sekitarnya.
Potensi Baru dalam Quantum Dot
Quantum dot selama ini dikenal sebagai struktur semikonduktor kecil yang dapat menghubungkan foton (partikel cahaya) dengan bit kuantum lokal (qubit). Namun, tantangan utama terletak pada spin nuklir ribuan atom di dalamnya yang sering menimbulkan "noise" dan mengganggu kestabilan sistem.
Alih-alih menghilangkan gangguan itu, tim peneliti justru menemukan cara untuk memanfaatkannya. Dengan mengarahkan spin nuklir secara presisi menggunakan teknik dari fisika sistem banyak partikel (many-body physics), mereka berhasil menyelaraskan ribuan spin menjadi satu sistem kolektif yang koheren—dark state.
“Dark state memungkinkan informasi kuantum disimpan tanpa cepat rusak akibat interaksi dengan lingkungan,” kata Atatüre dalam rilis resmi.
Mengapa Ini Penting?
Dalam teknologi kuantum, seperti komputer kuantum dan jaringan komunikasi superaman, kita butuh sistem yang bisa menyimpan dan memproses informasi dengan sangat presisi dan kecepatan tinggi.
Masalahnya, sistem kuantum sangat mudah terganggu — sedikit saja perubahan lingkungan bisa merusak data. Di sinilah dark state dari spin nuklir tadi jadi penting: mereka bisa menyimpan data lebih stabil dan tahan lama.
Register Kuantum dari Ribuan Inti Atom, Seberapa Bagus Hasilnya?
Dalam eksperimen ini, data kuantum yang disimpan di dalam register spin nuklir tetap stabil selama lebih dari 130 mikrodetik — waktu yang cukup lama di dunia kuantum. Akurasi penyimpanannya mencapai hampir 69 persen.
Angka ini mungkin terdengar kecil, tapi dalam dunia fisika kuantum, itu termasuk pencapaian besar — apalagi jika melibatkan 13.000 partikel sekaligus.
Dengan kata lain, meski angka itu belum sempurna, ini merupakan lompatan signifikan dibanding sistem sebelumnya yang hanya mampu menyimpan satu atau dua qubit dalam waktu singkat.
“Spin nuklir yang dulunya dianggap pengganggu, kini jadi bagian utama dari memori kuantum,” ujar Atatüre.
Menuju Internet Kuantum
Penemuan ini juga membuka jalan menuju jaringan komunikasi kuantum jarak jauh, di mana data bisa dikirim dengan aman tanpa bisa disadap. Untuk itu, dibutuhkan alat bernama quantum repeater, semacam stasiun penguat sinyal kuantum. Quantum dot yang berisi ribuan spin nuklir ini bisa menjadi calon kuat untuk fungsi itu.
Apa Langkah Selanjutnya?
Tim peneliti berencana menyempurnakan teknik ini agar data bisa disimpan lebih lama — dari mikrodetik menjadi milidetik. Mereka juga akan mengurangi gangguan antar inti atom dengan menyaring jenis isotop tertentu dan menggunakan gelombang radio yang lebih presisi.
Jika berhasil, quantum dot bisa menjadi bagian penting dari komputer kuantum masa depan dan teknologi komunikasi ultra-aman. Dengan kata lain, teknologi ini berpotensi menyatukan fungsi pemrosesan, penyimpanan, dan distribusi kuantum dalam satu perangkat miniatur.
(Sumber: earth.com)
KEYWORD :Ilmuwan Spin Nuklir Internet Kuantum dark state Fisikawan
