Revolusi Energi & Komputasi Mutakhir

Peneliti Jepang dan Jerman mengembangkan teknologi baru untuk mengendalikan antiferromagnet menggunakan pulsa cahaya intens yang memungkinkan pemrosesan data jauh lebih cepat. Kolaborasi lintas negara ini berfokus pada karakteristik unik antiferromagnet yang tidak menghasilkan medan magnet eksternal, sehingga sulit dikendalikan secara konvensional. Tim peneliti mengidentifikasi bahwa keadaan antiferromagnet bisa dideteksi dan dimanipulasi secara optik dengan sinar intens pada skala waktu femto-detik. Partisipan utama dari berbagai universitas dan institusi riset besar mendukung riset yang didanai oleh pemerintah Jerman dan Jepang ini. Manfaatnya berupa kemungkinan pengembangan perangkat komputasi dan penyimpanan data 1.000 kali lebih cepat dan efisien energi dibanding teknologi saat ini. Penelitian ini menandai langkah penting menuju teknologi komputasi kuantum dan spintronik masa depan yang lebih cepat dan hemat energi.

ION Storage Systems berhasil mengembangkan dan melewati tahap validasi performa pelanggan untuk baterai solid-state Cornerstone Cell. Ini merupakan pencapaian pertama untuk perusahaan baterai solid-state asal Amerika Serikat, menandai kemajuan teknologi baterai domestik yang signifikan. Baterai Cornerstone Cell mengadopsi desain tanpa anoda dengan elektrolit padat yang menjanjikan keamanan lebih baik, kestabilan suhu tinggi, dan kapasitas energi lebih besar. Pengiriman sampel ke mitra dari berbagai sektor seperti peralatan industri, elektronik konsumen, dan otomotif sudah dilakukan sejak Agustus 2025. Dengan validasi pelanggan terselesaikan, teknologi bakal segera diproduksi secara komersial di fasilitas Maryland pada tahun 2026. Strategi bertahap ini diharapkan membantu memperluas penggunaan baterai solid-state secara bertahap dari aplikasi kecil ke pasar besar seperti kendaraan listrik.

Tim ilmuwan multi-institusi menggunakan fasilitas NEXUS untuk mengukur ledakan muatan pada chip kuantum dengan beberapa qubit superkonduktor. Studi ini merupakan pertama kalinya pengukuran gangguan muatan dilakukan secara bersamaan pada banyak qubit. Tujuannya adalah untuk memahami dampak gangguan lingkungan terhadap kesalahan komputasi kuantum. Penelitian sebelumnya di Wisconsin menemukan bahwa sinar kosmik dan gamma menyebabkan ledakan muatan pada chip qubit. Dalam eksperimen ini, penggunaan pelindung timbal membantu mengurangi gangguan ini, tetapi pengurangan gangguan lebih kecil dari yang diharapkan, menandakan ada sumber gangguan lain yang belum teridentifikasi. Para peneliti menduga bahan-bahan dekat qubit bisa menghasilkan radioaktivitas tambahan. Pemahaman ini penting untuk mengembangkan komputer kuantum yang tahan terhadap gangguan dan juga membuka kemungkinan menggunakan qubit sebagai sensor deteksi sinyal lemah seperti materi gelap. Studi lanjutan dengan sensor SQUAT akan dilakukan untuk membandingkan metode deteksi dan merancang perangkat kuantum yang dioptimalkan untuk aplikasi komputasi dan sensor di masa depan.

Peneliti dari Texas Center for Superconductivity dan University of Houston berhasil mencatat suhu transisi superkonduktor tertinggi yaitu -251°F (151 K) di bawah tekanan normal. Ini mengalahkan rekor sebelumnya yang telah bertahan sejak 1993. Mereka menggunakan teknik pressure quenching yang secara cepat menghilangkan tekanan setelah material didinginkan, sehingga mempertahankan sifat superkonduktor pada tekanan normal. Pendanaan berasal dari Intellectual Ventures dan pemerintah Texas. Penemuan ini membawa harapan agar superkonduktor dapat digunakan secara praktis dan terjangkau tanpa memerlukan suhu dan tekanan ekstrem. Tujuannya adalah mencapai superkonduktor pada suhu kamar untuk revolusi teknologi energi dan elektronik.

Para peneliti di Israel berhasil menciptakan perangkat optik mikroskopis yang menggunakan photonic lantern untuk menggabungkan output puluhan laser VCSEL multimode ke dalam satu serat optik dengan kehilangan daya rendah. Penelitian dipimpin oleh Yoav Dana bersama tim di Hebrew University of Jerusalem, bekerja sama dengan Civan Lasers dan mendapat dukungan dari Israel Innovation Authority. Perangkat menggunakan struktur N-MM photonic lantern yang memungkinkan laser multimode langsung masuk ke serat multimode tanpa mengurangi kecerahan cahaya. Perangkat ini berukuran sangat kecil, sekitar 470 mikrometer untuk 37-input, dengan coupling loss rendah sekitar -0,6 hingga -0,8 dB sehingga efisiensi transfer cahaya sangat tinggi. Teknologi ini membuka jalan bagi pengembangan sistem laser serat berdaya tinggi yang lebih kompak dan efisien, mempercepat aplikasi pada manufaktur, komunikasi serat optik, dan pertahanan. Desain yang skalabel dan mudah disesuaikan dapat menggabungkan ratusan laser ke dalam satu saluran serat optik dan merevolusi cara penerapan laser kuat di berbagai industri.

Para peneliti di Eropa mengembangkan material metallic glass untuk mengurangi kehilangan energi pada motor listrik kecil seperti drone dan e-bike. Tim dipimpin oleh Profesor Ralf Busch dari Universitas Saarland di Jerman. Fokusnya adalah mengganti bahan motor konvensional dengan paduan logam amorf yang lebih efisien dalam magnetisasi ulang. Bahan metallic glass memiliki struktur atom tak beraturan yang memungkinkan magnetisasi ulang tanpa kehilangan banyak energi. Tim Saarbrücken menggunakan teknologi cetak 3D laser untuk memproduksi komponen motor dari bubuk metallic glass dengan kontrol pendinginan yang ketat agar tetap amorf. Material ini juga kuat dan tidak rapuh seperti kaca pada umumnya. Pengembangan material ini mendapat dana 3,5 juta euro dari European Innovation Council dalam proyek AM2SoftMag yang melibatkan beberapa negara Eropa. Langkah selanjutnya adalah menyempurnakan proses manufaktur agar komponen dapat diproduksi secara masal dan reliabel untuk aplikasi motor industri.

Para peneliti di Fermilab berhasil mempercepat dan menyimpan berkas proton pertama di fasilitas uji akselerator FAST/IOTA. Pencapaian ini membuka jalan untuk riset lanjutan di fisika partikel intensitas tinggi serta penerapan kecerdasan buatan dalam pengoptimalan akselerator. Fasilitas FAST/IOTA menggunakan magnet unik dan proton injector khusus yang mengkombinasikan sumber proton tegangan rendah dengan akselerator radio-frekuensi kuadrupol. Ini memungkinkan berbagai eksperimen dilakukan tanpa mengganggu operasi fasilitas besar lainnya, serta memungkinkan simulasi dan pengujian ide baru secara fleksibel. Kemajuan ini mendukung proyek peningkatan akselerator PIP-II yang akan memperkuat program neutrino di Fermilab, termasuk eksperimen Deep Underground Neutrino Experiment. Penggunaan AI dalam desain dan pengoperasian akselerator juga diharapkan mempercepat inovasi dan efisiensi teknologi akselerator di masa depan.

Transformator solid-state mulai menggantikan transformator inti besi berusia 140 tahun yang selama ini digunakan di jaringan listrik dan pusat data. Teknologi lama tersebut mulai kesulitan mengimbangi kebutuhan daya yang terus meningkat, terutama dari pusat data intensif energi dan integrasi energi terbarukan. Startup seperti Hyperscale Power, Amperesand, dan Heron Power mengembangkan transformator solid-state yang lebih kecil dan lebih efisien. Hyperscale Power bahkan memanfaatkan frekuensi operasional puluhan kilohertz untuk menghasilkan ukuran yang lebih kompak dan efisiensi hingga 99,1%. Total investasi di sektor ini telah mencapai ratusan juta dolar. Perkembangan transformator solid-state penting untuk mendorong eskalasi kapasitas pusat data dan stabilitas grid. Tanpa teknologi baru ini, perkembangan teknologi AI dan pusat data ramah lingkungan bisa terhambat. Diperkirakan transformator solid-state akan menjadi standar baru dalam beberapa tahun ke depan.

Tim peneliti Rice University menemukan metode baru untuk mengekstraksi lithium dari brine menggunakan limbah PFAS sebagai sumber fluor. Metode ini menggunakan Flash Joule Heating untuk memecah ikatan karbon-fluorin dan membebaskan fluor sehingga membentuk lithium fluorida. Limbah karbon aktif yang penuh PFAS dicampur dengan brine garam tinggi dan kemudian dipanaskan hingga suhu di atas 1.000°C dengan cepat, memecahkan ikatan kimia dan membebaskan fluorium untuk bergabung dengan lithium. Selanjutnya, lithium fluorida dipisahkan dari kotoran lain dengan flash distillation pada suhu tinggi dan menghasilkan lithium fluoride dengan kemurnian tinggi dan recovery rate 82%. Pendekatan ini tidak hanya mengurangi limbah berbahaya PFAS yang sulit terurai tetapi juga menyediakan lithium berkualitas untuk baterai dengan proses yang cepat dan lebih ramah lingkungan dibandingkan metode ekstraksi konvensional. Produk lithium fluoride yang dihasilkan juga berhasil meningkatkan performa baterai lithium-ion dalam pengujian.

Para peneliti di Universitas Sydney mengembangkan prototipe chip nanofotonik yang menggunakan cahaya untuk melakukan perhitungan AI dalam waktu pikodetik. Teknologi ini menggantikan elektron dengan foton dalam memproses informasi, sehingga meningkatkan kecepatan dan efisiensi energi chip AI. Chip tersebut dirancang menyerupai jaringan saraf dengan struktur nanoskalanya yang berfungsi sebagai neuron buatan. Pengujian prototype pada lebih dari 10.000 gambar medis menunjukkan akurasi pengenalan pola antara 90% hingga 99%, menandakan potensi besar chip ini dalam aplikasi nyata. Teknologi ini dapat mengurangi kebutuhan energi dan pendinginan di pusat data, menjawab tantangan utama dalam pengembangan infrastruktur AI skala besar. Langkah selanjutnya adalah mengembangkan desain jaringan fotonik yang lebih besar dan lebih kompleks untuk mampu menangani dataset AI yang lebih rumit.