Courtesy of InterestingEngineering
Peneliti UIUC Ciptakan Terobosan Komunikasi Kuantum Berbasis Atom Ytterbium
Menyajikan terobosan dalam penggunaan atom ytterbium-171 untuk menghasilkan foton entangled langsung di panjang gelombang telecom, yang mampu meningkatkan kecepatan dan kestabilan komunikasi kuantum jarak jauh dengan kompatibilitas infrastruktur serat optik yang sudah ada.
12 Okt 2025, 15.52 WIB
173 dibaca
Share
Ikhtisar 15 Detik
- Penggunaan atom ytterbium-171 memungkinkan penciptaan foton terentang yang kompatibel dengan infrastruktur serat optik.
- Protokol jaringan paralel meningkatkan efisiensi dan kecepatan dalam komunikasi kuantum.
- Penelitian ini menunjukkan potensi besar untuk membangun jaringan kuantum yang saling terhubung secara global.
Urbana, Amerika Serikat - 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.
Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/telecom-band-entangled-photons
[1] https://interestingengineering.com/innovation/telecom-band-entangled-photons
Analisis Ahli
Dr. John Preskill
"Penggunaan atom ytterbium di panjang gelombang telecom adalah lompatan besar untuk menghubungkan komputer kuantum jarak jauh secara praktis dan efisien."
Prof. Mikhail Lukin
"Paralelisasi dan protokol mid-circuit menunjukkan kematangan teknologi jaringan kuantum yang sangat menjanjikan untuk aplikasi dunia nyata."
Analisis Kami
"Penemuan ini sangat penting karena mengatasi salah satu hambatan utama dalam komunikasi kuantum, yaitu kehilangan sinyal saat konversi panjang gelombang. Metode paralelisasi menggunakan array atom dan fiber komersial membuka peluang nyata untuk skalabilitas sistem kuantum yang sebelumnya sulit dicapai."
Prediksi Kami
Dalam beberapa tahun ke depan, teknologi ini akan memungkinkan pembangunan jaringan kuantum global yang lebih cepat, aman, dan terintegrasi dengan infrastruktur serat optik saat ini, mendorong kemajuan dalam komputasi kuantum terdistribusi dan sinkronisasi jam atom secara presisi.
Pertanyaan Terkait
Q
Apa terobosan yang dicapai oleh tim penelitian UIUC?A
Tim penelitian UIUC berhasil menggunakan atom ytterbium-171 untuk menghasilkan foton terentang dalam panjang gelombang telekomunikasi.Q
Mengapa entanglement penting dalam komunikasi kuantum?A
Entanglement memungkinkan partikel tetap terhubung meskipun terpisah jarak jauh, yang esensial untuk komunikasi kuantum yang aman dan cepat.Q
Apa keuntungan menggunakan atom ytterbium-171?A
Ytterbium-171 memiliki transisi yang cukup lebar pada 1389 nm, memungkinkan penciptaan entanglement dengan foton telekomunikasi.Q
Bagaimana protokol jaringan paralel meningkatkan komunikasi kuantum?A
Protokol jaringan paralel memungkinkan peningkatan laju entanglement secara proporsional dengan jumlah saluran yang digunakan.Q
Apa yang dicapai tim dalam hal integrasi dengan infrastruktur serat optik yang ada?A
Tim menunjukkan bahwa sistem mereka dapat berintegrasi dengan infrastruktur serat optik yang ada tanpa menghasilkan kesalahan tambahan.
