Courtesy of InterestingEngineering

Terobosan Pengamatan Ketidakpastian Kuantum Secara Real-Time dengan Cahaya Ultrafast

Menunjukkan cara pengamatan ketidakpastian kuantum secara langsung dan real-time menggunakan cahaya kuantum ultracepat yang dihasilkan dari pulsa laser femtosekon, agar dapat meningkatkan presisi pengukuran dan keamanan komunikasi kuantum.

07 Okt 2025, 03.23 WIB

137 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Peneliti berhasil mengukur ketidakpastian kuantum dalam waktu nyata menggunakan cahaya terkompresi.
Metode baru dapat meningkatkan keamanan dan kecepatan dalam komunikasi kuantum.
Cahaya kuantum ultracepat memiliki potensi untuk merevolusi berbagai bidang seperti sensing, kimia, dan biologi.

Barcelona, Spanyol - Hampir seratus tahun setelah prinsip ketidakpastian ditemukan oleh Werner Heisenberg, para ilmuwan kini berhasil mengamati ketidakpastian tersebut secara langsung dalam waktu nyata. Mereka menggunakan cahaya dengan pulsa ultrafast, yakni pulsa cahaya yang berdurasi sangat singkat dalam skala femtosekon (sepersejuta miliar detik). Penelitian ini memberikan gambaran yang belum pernah dilihat sebelumnya tentang bagaimana ketidakpastian dalam fisika kuantum berperilaku.

Salah satu konsep kunci dalam penelitian ini adalah cahaya tertekan (squeezed light), yaitu jenis cahaya yang memiliki ketidakpastian yang lebih kecil pada salah satu dari dua sifat utama cahaya, seperti intensitas atau fase, sementara ketidakpastian pada sifat lainnya menjadi lebih besar. Cahaya tertekan sebelumnya sudah digunakan dalam deteksi gelombang gravitasi namun dengan durasi laser yang lebih lama. Peneliti kini mengubah pendekatan dengan menggunakan laser yang berdurasi ultrafast agar dapat menghasilkan efek quantum tersebut dengan lebih cepat dan presisi.

Teknologi yang dikembangkan menggunakan metode four-wave mixing pada material fused silica. Dengan membagi laser menjadi tiga berkas yang sama dan diarahkan pada fused silica, mereka menghasilkan cahaya tertekan ultrafast. Penyesuaian posisi material silica secara halus memungkinkan mereka mengontrol secara real-time ketidakpastian antara intensitas dan fase foton, hal yang belum pernah dilakukan sebelumnya.

Salah satu penerapan penting dari teknologi ini adalah dalam komunikasi kuantum yang aman. Penggunaan cahaya tertekan ultrafast meningkatkan keamanan transfer data karena penyusup tidak hanya harus mengetahui kunci dekode, tetapi juga harus mengetahui amplitudo pulsa yang tepat, yang sangat sulit. Dengan demikian, teknologi ini memiliki potensi besar untuk menciptakan jaringan komunikasi yang jauh lebih aman dari peretasan.

Selain komunikasi, teknologi ini diperkirakan akan membawa revolusi pada berbagai bidang lain seperti penginderaan kuantum, kimia, dan biologi. Para peneliti berharap dapat mengembangkan teknik diagnosis yang lebih akurat, proses penemuan obat baru, dan alat deteksi lingkungan yang sangat sensitif berkat kemampuan mengendalikan dan mengamati ketidakpastian kuantum dalam skala waktu ultracepat.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/ultrafast-quantum-light-breakthrough

Analisis Ahli

Mohammed Hassan

"Menggabungkan laser ultrafast dengan optik kuantum membuka era baru dalam pengendalian dan pengamatan fenomena kuantum secara real-time dengan aplikasi komersial dan ilmiah yang luas."

Albert Einstein (figur hipotetis sebagai tokoh fisika kuantum)

"Pengendalian ketidakpastian pada skala waktu ultracepat menantang limitasi prinsip ketidakpastian klasik dan membuka peluang baru untuk teknologi kuantum."

Analisis Kami

"Penemuan ini merupakan terobosan penting dalam fisika kuantum dan optik yang menghadirkan pengukuran ketidakpastian dalam skala femtosekon, yang sebelumnya sangat sulit dicapai. Integrasi ultrafast dengan teknologi cahaya kuantum akan mempercepat kemajuan dalam komunikasi aman dan penelitian ilmiah multidisipliner secara signifikan."

Prediksi Kami

Teknologi ultrafast squeezed light akan meningkatkan kecepatan dan keamanan komunikasi kuantum serta merevolusi alat penginderaan sensitif di berbagai bidang seperti medis dan lingkungan.

Pertanyaan Terkait

Apa yang ditangkap oleh para peneliti dalam eksperimen ini?

Para peneliti menangkap ketidakpastian kuantum dalam waktu nyata dengan menggunakan pulsa cahaya ultracepat.

Apa fungsi dari cahaya terkompresi dalam penelitian ini?

Cahaya terkompresi berfungsi untuk mengurangi kebisingan latar belakang dan memungkinkan deteksi gelombang gravitasi yang lebih baik.

Apa tantangan teknis yang dihadapi oleh tim peneliti?

Tantangan teknis yang dihadapi adalah pencocokan fase antara laser dengan warna yang berbeda.

Bagaimana metode baru ini dapat meningkatkan keamanan komunikasi kuantum?

Metode baru ini meningkatkan keamanan komunikasi kuantum dengan membuat setiap intersepsi data menjadi terdeteksi dan tidak akurat.

Apa potensi aplikasi lain dari cahaya kuantum ultracepat?

Cahaya kuantum ultracepat dapat digunakan dalam diagnosis yang lebih presisi, penemuan obat baru, dan detektor yang sangat sensitif untuk pemantauan lingkungan.