Courtesy of InterestingEngineering

Inovasi Gerbang Kuantum Empat Dimensi Percepat Quantum Computing Optik

Mengembangkan teknologi quantum computing multi-dimensi menggunakan foton dengan empat keadaan kuantum untuk meningkatkan kapasitas dan stabilitas pengolahan informasi pada komputer kuantum optik.

26 Feb 2026, 22.49 WIB

227 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini memperkenalkan penggunaan empat keadaan kuantum dalam komputer kuantum, yang meningkatkan kapasitas pengolahan informasi.
Tim peneliti berhasil mengembangkan gerbang logika kuantum baru yang menggunakan foton dengan momentum angular orbital.
Pencapaian ini berpotensi membawa perubahan signifikan dalam pengembangan teknologi kuantum di masa depan.

Wina, Austria dan China - Para peneliti dari TU Wien dan China berhasil mengembangkan teknologi baru yang memungkinkan komputer kuantum bekerja menggunakan empat keadaan sekaligus, bukan hanya dua seperti pada komputer klasik. Hal ini dilakukan dengan menggunakan foton yang memiliki state kuantum berbeda berdasarkan bentuk gelombang spasialnya.

Teknologi ini memanfaatkan orbital angular momentum dari foton, yaitu properti kuantum yang dapat memiliki banyak keadaan berbeda, berbeda dari yang biasanya digunakan yaitu polarisasi dengan hanya dua keadaan. Dengan cara ini, satu foton bisa membawa lebih banyak informasi sekaligus.

Tim peneliti menciptakan sebuah gerbang logika kuantum yang dapat mengoperasikan dua foton dalam superposisi berbagai bentuk gelombang tersebut dan bisa menghubungkan atau memisahkan mereka secara terkontrol. Gerbang ini dinamakan controlled phase-flip gate yang telah diuji secara eksperimen.

Teknologi ini juga dilengkapi dengan sistem phase-locking yang sangat presisi untuk memastikan performa gerbang tetap stabil dan akurat selama operasi, dengan tingkat kesetiaan proses mencapai angka antara 0,71 hingga 0,85, yang cukup tinggi untuk eksperimental quantum computing.

Penemuan ini membuka kemungkinan yang lebih luas untuk pengembangan teknologi kuantum optik dengan kapasitas data yang lebih besar dan stabilitas lebih baik, serta aplikasi potensial yang bisa berkembang di berbagai bidang teknologi informasi dan komunikasi kuantum di masa depan.

Referensi:
[1] https://www.interestingengineering.com/science/quantum-computers-go-multi-dimensional-photon-gate

Analisis Ahli

Nicolai Friis

"Dengan memanfaatkan bentuk gelombang spasial photon, kita mampu menciptakan superposisi dan entanglement di level yang lebih tinggi, membuka dimensi baru dalam quantum computing yang sebelumnya sulit dicapai."

Analisis Kami

"Penggunaan orbital angular momentum sebagai basis qudit membuka dimensi baru dalam komputasi kuantum yang selama ini terbatas pada dua tingkat (qubit). Pendekatan ini menandai lompatan besar dari segi skalabilitas dan kestabilan, namun tantangan praktis di aplikasi jangka panjang tetap perlu diselesaikan lewat teknologi pengendalian yang semakin canggih."

Prediksi Kami

Teknologi ini akan membuka jalan bagi komputer kuantum optik dengan kapabilitas lebih kuat dan efisien, sehingga mempercepat kemajuan komputasi kuantum pada bidang komunikasi dan pengolahan data di masa depan.

Pertanyaan Terkait

Apa yang dicapai oleh tim peneliti dari TU Wien dan China?

Tim peneliti berhasil mengembangkan jenis gerbang logika kuantum baru yang memungkinkan pemerosesan kuantum menggunakan foton dalam empat keadaan berbeda.

Bagaimana foton digunakan dalam penelitian ini?

Foton tidak hanya digunakan berdasarkan polarisasi, tetapi juga berdasarkan bentuk gelombang spasial yang dapat berada dalam banyak keadaan kuantum.

Apa itu qudit dan bagaimana perannya dalam komputer kuantum?

Qudit adalah unit informasi kuantum yang dapat berada dalam lebih dari dua keadaan, berbeda dari qubit yang hanya memiliki dua keadaan.

Apa tantangan utama yang dihadapi dalam realisasi gerbang kuantum antara dua foton?

Tantangan utama adalah keterbatasan interaksi langsung antara foton dalam media linier, yang dapat diatasi dengan protokol baru untuk gerbang entangling.

Mengapa penelitian ini dianggap sebagai langkah penting dalam pengolahan informasi kuantum?

Penelitian ini membuka peluang baru untuk pengolahan informasi kuantum yang lebih kompleks dan stabil, mengarah pada aplikasi yang lebih luas.