TLDR
Pencetakan 3D memungkinkan pengembangan perangkap ion yang lebih kecil dan efisien untuk komputasi kuantum. Ion terperangkap dapat bertahan lebih lama dan berfungsi sebagai qubit tanpa pendinginan kriogenik. Penelitian ini membuka potensi aplikasi lebih luas dalam teknologi seperti jam atom dan sensor presisi. Para peneliti komputasi kuantum telah lama menghadapi masalah dalam mengembangkan perangkap ion untuk qubit dengan skala besar yang stabil dan terintegrasi. Perangkap ion planar yang mudah dibuat memiliki keterbatasan performa, sedangkan perangkap 3D yang lebih stabil sulit untuk diskalakan. Tim dari Lawrence Livermore National Laboratory bekerja sama dengan universitas di California berhasil mencetak perangkap ion miniatur dengan teknologi cetak 3D resolusi sangat tinggi, memadukan keuntungan kedua pendekatan tersebut.Perangkap ion kuadrupel yang mereka buat menggunakan pencetakan polimerisasi dua-foton ultratinggi dapat menahan ion kalsium pada frekuensi tinggi dengan tingkat kesalahan rendah yang bersaing dengan perangkap terbaik saat ini. Dalam percobaan, dua ion berhasil tetap stabil dan bertukar posisi selama beberapa menit dengan sukses, menunjukkan kontrol yang presisi dan stabilitas yang tinggi.Keunggulan lain dari metode ini adalah kemampuannya untuk mencetak dengan cepat dan fleksibel. Sebuah perangkap lengkap dapat dicetak dalam 14 jam, sedangkan hanya bagian elektroda dapat dibuat dalam 30 menit. Ini membuka peluang untuk bereksperimen dengan berbagai desain termasuk desain hibrida planar dan 3D yang lebih kompleks dan inovatif.Peneliti berencana untuk mengintegrasikan elektronik dan fotonik langsung ke dalam chip sehingga perangkat kuantum menjadi lebih kecil dan efisien. Mereka juga menargetkan untuk mengurangi sumber kebisingan dengan menyingkirkan bahan yang dekat dengan ion, sehingga menghasilkan performa yang lebih baik dan tingkat kesalahan yang lebih rendah. Selain komputasi kuantum, perangkap ion miniatur ini juga dapat digunakan dalam jam atom, spektrometer massa, dan sensor presisi.Teknologi pencetakan 3D ini melayani kebutuhan akan fitur geometris yang halus dan rumit yang sulit dicapai dengan teknik fabrikasi lain, sehingga sangat ideal untuk kebutuhan komputasi kuantum. Kemajuan ini menjadi langkah penting untuk mempermudah dan mempercepat pengembangan perangkat komputasi kuantum yang skalabel dan efektif di masa depan.
