Terobosan Kuantum Multidisiplin

Pomodo.id - Penemuan baru-baru ini oleh para peneliti Eropa telah menghasilkan bentuk baru dari keadaan kuantum yang disebut supersolid, yang ditemukan dalam kondensat Bose-Einstein exciton-polariton. Keadaan kuantum ini dapat diubah secara elektrik dan teramati pada suhu kamar, menandai langkah maju dalam pengembangan perangkat fotonik kuantum di masa depan. Sejak tahun 1960-an, para ilmuwan telah memperkirakan bahwa superfluid dapat berkembang dalam struktur mirip kristal. Superfluid adalah keadaan materi yang luar biasa di mana viskositas sepenuhnya hilang, memungkinkan fluida bergerak melalui saluran sempit tanpa mengalami hambatan. Meskipun tampaknya bertentangan, pada tahun 2017, fase hasil dari koeksistensi antara superfluid dan struktur kristal ini, yang disebut supersolid, telah diamati secara eksperimen dalam kondensat Bose-Einstein atom ultracold.

Pomodo.id - Kolaborasi peneliti dari Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter di Jerman, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology di Tiongkok, ETH Zurich di Swiss, dan University of Oxford di Inggris telah berhasil menembus batas kecepatan dalam superkonduktor untuk menyelidiki depairing pasangan elektron yang terjerat, yang dikenal sebagai pasangan Cooper. Superkonduktor adalah bahan yang dapat mengalirkan listrik tanpa hambatan dan menghasilkan medan magnet saat didinginkan di bawah suhu tertentu. Keunikan sifat-sifat ini telah memungkinkan munculnya berbagai teknologi, seperti collider partikel dan perangkat medis seperti MRI, yang hanya satu abad lalu terdengar seperti fiksi ilmiah.

Pomodo.id - Simulasi kuantum yang dilakukan oleh para fisikawan di Universitas Oxford menunjukkan perilaku yang mengejutkan tentang gerakan partikel kuantum ketika berada di dekat medan magnet, tanpa pernah benar-benar bersentuhan dengan medan tersebut. Dalam eksperimen ini, mereka berhasil mendemonstrasikan efek Aharonov–Bohm, di mana partikel yang bergerak di sekitar suatu area dengan fluks magnet mengalami perubahan fase kuantum yang dapat diukur, meskipun tidak pernah memasuki area di mana medan magnet berada. Hal ini mengakibatkan jalur-jalur yang mungkin dilalui partikel saling membatalkan satu sama lain, sehingga menghentikan tunneling atau pelompatan partikel antara dua lokasi.

Pomodo.id - Peneliti dari Universitas Basel, Ruhr, dan Paderborn baru saja mencapai kemajuan signifikan dalam komunikasi kuantum dengan menciptakan pasangan foton yang identik hingga 90 persen. Partikel yang hampir tidak dapat dibedakan ini dapat digunakan untuk mencapai keterikatan kuantum atau interferensi, dua fenomena penting yang diperlukan dalam komunikasi kuantum. Pemahaman kita tentang fisika kuantum telah membuka batasan baru dalam bidang komputasi dan pencitraan, dengan para ilmuwan menguji berbagai material untuk menyimpan dan memproses informasi pada tingkat kuantum.

Pomodo.id - Munculnya baterai kuantum menjanjikan sebuah terobosan dalam penyimpanan energi, dengan potensi untuk mengubah cara kita mengisi daya perangkat dan kendaraan listrik di masa depan. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa tim peneliti internasional telah mengidentifikasi batas fundamental dalam keandalan baterai kuantum serta cara untuk menggunakan proses pengisian daya sebagai alat untuk menyeimbangkan daya tinggi dan pengiriman energi yang stabil. Ini dapat membuka jalan bagi pengembangan perangkat penyimpanan energi kuantum yang berguna dalam waktu dekat.

Pomodo.id - Peneliti dalam bidang biologi kuantum sedang menggali cara untuk memahami bagaimana organisme dapat memanfaatkan sifat-sifat aneh dari dunia kuantum dalam konteks hidup yang klasik. Penemuan terbaru menunjukkan bahwa proses fotosintesis pada tanaman bisa jadi menggunakan efek kuantum yang disebut koherensi, yang memberikan efisiensi luar biasa dalam mengubah cahaya menjadi energi kimia. Peneliti seperti Gregory Scholes dari Universitas Princeton telah melakukan eksperimen yang menguatkan ide ini, berpendapat bahwa meskipun sel hidup merupakan lingkungan yang hangat dan basah, tetap mungkin bagi mereka untuk mempertahankan, bahkan memanfaatkan, keadaan kuantum yang rapuh dalam proses penting seperti fotosintesis.

Pomodo.id - Peneliti di Universitas Stanford, AS, telah membuat terobosan baru dengan mengukur lompatan kuantum dalam suara secara real-time. Pencapaian ini membuka jalur eksplorasi ilmiah baru dengan aplikasi potensial dalam komputasi kuantum dan sensor yang dapat diterapkan segera. Lompatan kuantum adalah transisi mendadak dalam keadaan energi dari sebuah sistem kuantum. Konsep ini telah ada lebih dari seratus tahun, dengan fisikawan teoretis Niels Bohr menjadi yang pertama mengusulkannya pada tahun 1913. Barulah pada tahun 1986, ilmuwan pertama kali mengamati lompatan dalam ion terperangkap, diikuti oleh pengamatan pada foton, partikel dasar cahaya, pada tahun 2007. Sekarang, hampir dua dekade kemudian, tim ilmuwan yang dipimpin oleh Amir Safavi-Naeini dari Stanford berhasil mengamati lompatan kuantum dalam fonon, unit dasar suara.

Pomodo.id - Memanfaatkan fluktuasi vakum dapat menjadi terobosan baru dalam pengembangan bahan superkonduktor, khususnya niobium diselenida (NbSe₂). Penelitian terbaru menunjukkan bahwa fluktuasi vakum yang terencana dapat meningkatkan suhu transisi superkonduktif dari NbSe₂. Hal ini menciptakan langkah maju yang signifikan dalam memahami dan memanipulasi sifat kuantum bahan-bahan tersebut, memberikan harapan untuk aplikasi di bidang elektronik kuantum seperti komputer kuantum dan detektor sensitif.

Pomodo.id - Perangkat hybrid dan skala baru yang dikembangkan oleh peneliti di Massachusetts Institute of Technology (MIT) dapat memicu generasi berikutnya dari radar dan sensor yang menggunakan teknologi kuantum, yang beroperasi pada suhu ruangan. Dengan perangkat ini, ruang lingkup pemrosesan sinyal yang maju dan komunikasi yang aman dapat diwujudkan tanpa memerlukan peralatan pendingin besar dan mahal, yang biasanya terkait dengan teknologi kuantum. Sistem radar yang modern mampu mendeteksi sinyal yang sangat lemah, dan partikel microwave, yang merupakan partikel dasar dalam sistem ini, menjadi kunci kesuksesannya. Peneliti menggunakan perangkat yang disebut junction Josephson untuk membagi satu photon microwave menjadi dua photon yang berkorelasi, satu digunakan untuk mengodekan sinyal dan yang lainnya untuk mendekodekannya.