Rahasia Keterikatan Kuantum Mempercepat Transfer Energi Alami dan Teknologi Surya

Para peneliti di Rice University melakukan simulasi untuk menyelidiki bagaimana energi berpindah dalam proses alami seperti fotosintesis. Mereka membuat model molekuler sederhana yang terdiri dari dua wilayah utama, yaitu donor yang menerima energi dan akseptor yang mengumpulkan energi tersebut. Energi dapat berpindah dari satu situs ke situs lain dengan kemungkinan hop yang bervariasi, mulai dari hop pendek hingga yang lebih panjang. Penelitian ini fokus pada perbedaan kecepatan transfer energi antara dua kondisi awal, yaitu energi yang dimulai dari satu situs lokal dan energi yang dimulai dalam keadaan kuantum terdelokalisasi dan terikat (entangled) di beberapa situs. Simulasi menunjukkan bahwa mulai dalam keadaan keterikatan kuantum memberikan kecepatan transfer energi yang lebih tinggi dibandingkan dengan mulai dari satu situs saja. Keunggulan kecepatan transfer energi yang disebabkan oleh keterikatan kuantum ini tetap bertahan meskipun ada gangguan dari lingkungan seperti getaran dan kebisingan. Hal ini menunjukkan bahwa koherensi dan keterikatan kuantum membantu menyediakan banyak jalur alternatif untuk energi agar dapat mencapai akseptor lebih cepat dan efisien. Penemuan ini tidak hanya memberikan pemahaman lebih mendalam tentang cara kerja proses biologis, tetapi juga mengindikasikan bahwa prinsip-prinsip kuantum ini dapat diterapkan dalam teknologi buatan. Misalnya, sistem penangkap cahaya buatan di panel surya di masa depan dapat dirancang memakai keterikatan kuantum untuk meningkatkan efisiensi dalam menyerap dan memindahkan energi. Meskipun modelnya sederhana, penelitian ini membuka peluang buat eksperimen lebih lanjut dengan platform kuantum yang dapat meniru sifat fisika dari transfer energi molekuler. Para ilmuwan berharap temuan ini menjadi jembatan antara fisika kuantum dan proses biologis yang nyata, dan suatu saat akan mendorong kolaborasi lintas bidang ilmu sekaligus pengembangan teknologi yang lebih canggih dan efisien.