Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Teknologi

Simetri tersembunyi bisa menjadi kunci untuk sistem kuantum yang lebih kuat – ScienceDaily


Para peneliti telah menemukan cara untuk melindungi sistem kuantum yang sangat rapuh dari kebisingan, yang dapat membantu dalam desain dan pengembangan perangkat kuantum baru, seperti komputer kuantum yang sangat kuat.

Para peneliti, dari Universitas Cambridge, telah menunjukkan bahwa partikel mikroskopis dapat tetap terhubung secara intrinsik, atau terjerat, dalam jarak yang jauh bahkan jika ada gangguan acak di antara mereka. Dengan menggunakan teori matematika kuantum, mereka menemukan pengaturan sederhana di mana partikel terjerat dapat dipersiapkan dan distabilkan bahkan di hadapan derau dengan memanfaatkan kesimetrian yang sebelumnya tidak diketahui dalam sistem kuantum.

Hasilnya, dilaporkan di jurnal Surat Review Fisik, membuka jendela baru ke dunia kuantum misterius yang dapat merevolusi teknologi masa depan dengan mempertahankan efek kuantum di lingkungan yang bising, yang merupakan satu-satunya rintangan terbesar untuk mengembangkan teknologi tersebut. Memanfaatkan kemampuan ini akan menjadi inti dari komputer kuantum ultra cepat.

Sistem kuantum dibangun di atas perilaku khusus partikel pada tingkat atom dan dapat merevolusi cara penghitungan kompleks dilakukan. Sementara bit komputer normal adalah sakelar listrik yang dapat disetel ke satu atau nol, bit kuantum, atau qubit, dapat disetel ke satu, nol, atau keduanya pada saat yang bersamaan. Lebih jauh lagi, ketika dua qubit terjerat, sebuah operasi pada satu qubit langsung mempengaruhi yang lain, tidak peduli seberapa jauh jaraknya. Keadaan ganda inilah yang memberi kekuatan pada komputer kuantum. Komputer yang dibangun dengan qubit yang terjerat alih-alih bit normal dapat melakukan kalkulasi dengan baik melebihi kapasitas superkomputer yang paling kuat sekalipun.

“Namun, qubit adalah benda yang sangat rewel, dan sedikit kebisingan di lingkungan mereka dapat menyebabkan keterikatan mereka putus,” kata Dr Shovan Dutta dari Laboratorium Cavendish Cambridge, penulis pertama makalah tersebut. “Sampai kita dapat menemukan cara untuk membuat sistem kuantum lebih kuat, aplikasi dunia nyata mereka akan dibatasi.”

Beberapa perusahaan – terutama, IBM dan Google – telah mengembangkan komputer kuantum yang berfungsi, meskipun sejauh ini telah dibatasi hingga kurang dari 100 qubit. Mereka membutuhkan isolasi hampir total dari kebisingan, dan bahkan kemudian, memiliki masa hidup yang sangat singkat dari beberapa mikrodetik. Kedua perusahaan memiliki rencana untuk mengembangkan 1000 komputer kuantum qubit dalam beberapa tahun mendatang, meskipun jika masalah stabilitas tidak diatasi, komputer kuantum tidak akan mencapai penggunaan praktis.

Sekarang, Dutta dan rekan penulisnya Profesor Nigel Cooper telah menemukan sistem kuantum yang kuat di mana beberapa pasang qubit tetap terjerat bahkan dengan banyak noise.

Mereka memodelkan sistem atom dalam formasi kisi, di mana atom saling berinteraksi kuat, melompat dari satu lokasi kisi ke kisi lainnya. Penulis menemukan jika noise ditambahkan di tengah kisi, itu tidak memengaruhi partikel yang terjerat antara sisi kiri dan kanan. Fitur mengejutkan ini dihasilkan dari jenis simetri khusus yang mempertahankan jumlah pasangan yang terjerat tersebut.

“Kami sama sekali tidak mengharapkan jenis keterjeratan yang distabilkan ini,” kata Dutta. “Kami menemukan simetri tersembunyi ini, yang sangat jarang di sistem yang bising ini.”

Mereka menunjukkan simetri tersembunyi ini melindungi pasangan yang terjerat dan memungkinkan jumlah mereka dikontrol dari nol hingga nilai maksimum yang besar. Kesimpulan serupa dapat diterapkan pada kelas yang luas dari sistem fisik dan dapat direalisasikan dengan bahan-bahan yang sudah ada di platform eksperimental, membuka jalan untuk keterjeratan yang dapat dikontrol di lingkungan yang bising.

“Gangguan lingkungan yang tidak terkendali buruk untuk kelangsungan hidup efek kuantum seperti keterjeratan, tetapi seseorang dapat belajar banyak dengan sengaja merekayasa jenis gangguan tertentu dan melihat bagaimana partikel merespons,” kata Dutta. “Kami telah menunjukkan bahwa bentuk gangguan sederhana sebenarnya dapat menghasilkan – dan melestarikan – banyak pasangan yang terjerat, yang merupakan insentif besar untuk pengembangan eksperimental di bidang ini.”

Para peneliti berharap untuk mengkonfirmasi temuan teoritis mereka dengan eksperimen dalam tahun depan.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney