Peneliti UIUC Ciptakan Terobosan Komunikasi Kuantum Berbasis Atom Ytterbium

Para peneliti dari University of Illinois Urbana-Champaign (UIUC) berhasil mengatasi masalah utama dalam komunikasi kuantum yang biasanya terjadi saat pengiriman foton melalui serat optik jarak jauh. Mereka menggunakan atom ytterbium-171 yang mampu memancarkan foton langsung pada panjang gelombang telecom yang kompatibel dengan infrastruktur serat optik saat ini. Penemuan ini memungkinkan pengiriman informasi kuantum dengan kecepatan dan keandalan lebih tinggi tanpa perlu melakukan konversi panjang gelombang yang sering menyebabkan kehilangan sinyal. Tim UIUC juga mengembangkan protokol jaringan paralel yang dapat meningkatkan laju entanglement dengan memanfaatkan banyak saluran secara bersamaan. Konsep mereka menggunakan susunan atom 1D yang diproyeksikan ke dalam array serat optik komersial, sehingga memastikan bahwa banyak operasi kuantum dapat dilakukan secara simultan tanpa gangguan atau crosstalk antar saluran. Pendekatan ini penting untuk memastikan skala jaringan kuantum yang lebih besar dan efektif. Selain itu, mereka memperkenalkan protokol mid-circuit yang menjaga koherensi data kuantum selama operasi jaringan berlangsung, menjamin stabilitas dan integritas informasi walaupun terjadi banyak koneksi secara bersamaan. Teknologi ini memungkinkan tercapainya fidelitas entanglement yang sangat tinggi, hingga 99 persen. Keunggulan lain dari sistem ini adalah kesesuaian geometris antara susunan atom ytterbium dengan array fiber yang membuat integrasi dengan perangkat dan jaringan optik yang sudah ada menjadi lebih mudah. Tim melihat potensi besar penerapan metode ini dalam berbagai tugas kuantum paralel, seperti sinkronisasi penginderaan dan komputasi terdistribusi.