Menuju internet kuantum kecepatan tinggi – Sains Terkini

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Universitas Osaka mendemonstrasikan bagaimana informasi yang dikodekan dalam polarisasi melingkar dari sinar laser dapat diterjemahkan ke dalam keadaan spin elektron dalam titik kuantum, masing-masing menjadi bit kuantum dan kandidat komputer kuantum.

internet-kuantum

Pencapaian ini merupakan langkah besar menuju “internet kuantum,” di mana komputer masa depan dapat dengan cepat dan aman mengirim dan menerima informasi kuantum.

Komputer kuantum memiliki potensi untuk mengungguli sistem saat ini karena mereka bekerja dengan cara yang secara fundamental berbeda.

Alih-alih memproses satu dan nol diskrit, informasi kuantum, apakah disimpan dalam spin elektron atau ditransmisikan oleh foton laser, dapat berada dalam superposisi beberapa keadaan secara bersamaan.

Selain itu, keadaan dua atau lebih objek dapat menjadi terjerat, sehingga status satu tidak dapat sepenuhnya dijelaskan tanpa yang lain ini.

Menangani status terjerat memungkinkan komputer kuantum untuk mengevaluasi banyak kemungkinan secara bersamaan, serta mentransmisikan informasi dari satu tempat ke tempat yang kebal dari penyadapan.

Namun, keadaan terjerat ini bisa sangat rapuh, hanya berlangsung selama beberapa mikrodetik sebelum kehilangan koherensi.

Untuk mewujudkan tujuan dari internet kuantum, di mana sinyal cahaya yang koheren dapat menyampaikan informasi kuantum, sinyal ini harus dapat berinteraksi dengan spin elektron di dalam komputer yang jauh.

Para peneliti yang dipimpin oleh Universitas Osaka menggunakan sinar laser untuk mengirim informasi kuantum ke titik kuantum dengan mengubah keadaan spin satu elektron yang terperangkap di sana.

Sementara elektron tidak berputar dalam arti biasa, mereka memang memiliki momentum sudut, yang dapat diputar ketika menyerap sinar laser terpolarisasi sirkuler.

“Yang penting, tindakan ini memungkinkan kami untuk membaca keadaan elektron setelah menerapkan sinar laser untuk mengkonfirmasi bahwa itu dalam keadaan putaran yang benar,” kata penulis pertama Takafumi Fujita.

“Metode pembacaan kami menggunakan prinsip pengecualian Pauli, yang melarang dua elektron menduduki keadaan yang sama persis.”

“Pada titik kuantum kecil, hanya ada ruang yang cukup bagi elektron untuk melewati apa yang disebut blokir putaran Pauli jika memiliki putaran yang benar.”

Transfer informasi kuantum telah digunakan untuk keperluan kriptografi.

“Pemindahan status superposisi atau status terjerat memungkinkan untuk distribusi kunci kuantum yang sepenuhnya aman,” kata penulis senior Akira Oiwa.

“Ini karena setiap upaya untuk mencegat sinyal secara otomatis menghancurkan superposisi, sehingga mustahil untuk mendengarkan tanpa terdeteksi.”

Manipulasi optik cepat dari masing-masing putaran adalah metode yang menjanjikan untuk menghasilkan platform komputasi umum skala nano kuantum.

Kemungkinan yang menarik adalah bahwa komputer masa depan mungkin dapat memanfaatkan metode ini untuk banyak aplikasi lain, termasuk optimasi dan simulasi kimia.

Sumber Cerita:

Material disediakan oleh Universitas Osaka. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.