Oxford University Scientists Achieve 10-Second Quantum Entanglement Record, Advancing Quantum Computing Network Development

Para ilmuwan di Oxford University telah mengembangkan jaringan kuantum menggunakan dua jenis atom yang berbeda—strontium dan kalsium—dan mencapai waktu keterikatan yang memecahkan rekor, yaitu selama 10 detik. Prestasi ini membuka jalan bagi waktu keterikatan yang lebih lama antar atom, yang sangat penting untuk pengembangan jaringan komputasi kuantum terdistribusi. Salah satu kemajuan paling menjanjikan dalam fisika kuantum adalah perkembangan teknologi komputasi kuantum. Komputer kuantum menggunakan qubit untuk menyimpan dan memproses informasi. Berbeda dengan bit tradisional yang hanya dapat menyimpan nilai 0 atau 1, qubit dapat menyimpan beberapa nilai di antara 0 dan 1 secara bersamaan dan digunakan untuk pemrosesan informasi.

Oleh karena itu, qubit menawarkan kemampuan pertumbuhan eksponensial dalam memproses sejumlah besar data, yang dapat membantu menyelesaikan masalah yang bahkan komputer super tercepat saat ini membutuhkan waktu puluhan tahun untuk menyelesaikannya. Komputer kuantum dengan demikian dianggap sebagai batasan berikutnya dalam komputasi.

Pentingnya Keterikatan Kuantum

Namun, komponen kunci untuk memperluas komputasi kuantum adalah keterikatan kuantum. Mengapa keterikatan itu penting? Meskipun qubit dapat menyimpan beberapa nilai secara bersamaan, kegunaan sebenarnya terletak pada kemampuannya untuk terhubung dengan banyak qubit lainnya, yang memungkinkan eksplorasi banyak korelasi secara bersamaan. Ini hanya dapat dicapai ketika qubit terikat dengan qubit lainnya, di mana satu keadaan menentukan keadaan yang lain, meskipun mereka mungkin tidak terhubung secara fisik. Keterikatan juga membantu membangun gerbang logika multi-qubit, memungkinkan qubit untuk berinteraksi lebih dinamis dibandingkan unit standar, karena unit standar biasanya lebih independen.

Ini juga memungkinkan komputer kuantum untuk memproses struktur data yang lebih kompleks dalam komputasi, menyelesaikan beberapa masalah paling sulit di dunia. Yang paling penting, keterikatan memungkinkan teleportasi kuantum dan berbagai prosesor kuantum untuk berbagi informasi tanpa benar-benar berbagi qubit, yang memfasilitasi pembangunan infrastruktur kuantum terdistribusi, sehingga membantu membangun kapasitas komputasi kuantum berskala besar.

Metode Eksperimen di Oxford University

Bagaimana penelitian di Oxford University akan membantu komputasi kuantum di masa depan? Dalam eksperimen tersebut, para peneliti Oxford menggunakan atom strontium dan kalsium, dan menempatkannya di dua lokasi yang berbeda. Meskipun cahaya menghubungkan atom strontium, tim peneliti menggunakan operasi lokal untuk memperluas keterikatan kuantum ke atom kalsium, menciptakan keadaan kuantum bersama yang melibatkan keempat atom. Alasan para peneliti menggunakan kalsium adalah karena sensitivitasnya terhadap kebisingan magnetik lebih rendah dibandingkan strontium, dan dapat digunakan untuk mempertahankan keadaan kuantum lebih lama. Peneliti Oxford, Dougal Main, menyatakan dalam siaran pers: "Berbagai jenis atom memberikan keuntungan dan kerugian yang berbeda untuk aplikasi kuantum.

Memiliki berbagai jenis atom dalam komputer kuantum memungkinkan Anda untuk memanfaatkan karakteristik terbaik dari setiap atom."

Para peneliti menunjukkan manfaat menggunakan atom yang berbeda dengan mencapai keterikatan kuantum selama 10 detik, dibandingkan dengan hasil yang hanya mencapai beberapa milidetik dengan menggunakan kombinasi atom yang sama. Peneliti Oxford, Gabriel Araneda, yang terlibat dalam pekerjaan ini, menyatakan dalam siaran pers: "Ini dapat membantu memungkinkan jaringan kuantum di masa depan untuk menyelesaikan tugas yang memerlukan beberapa atom jarak jauh untuk berbagi dan mempertahankan keadaan kuantum yang sama." Ini mungkin termasuk komputasi kuantum, pengukuran yang lebih sensitif yang dilakukan di lokasi yang jauh, serta perbandingan antara berbagai jenis jam atom.

Para peneliti mempublikasikan temuan ini di jurnal Physical Review Letters.

Potensi Masa Depan Komputasi Kuantum

Penelitian di Oxford University menunjukkan pentingnya keterikatan kuantum dalam komputasi kuantum, terutama aplikasinya dalam jaringan komputasi kuantum terdistribusi. Dengan menggunakan berbagai jenis atom, para peneliti mampu memperpanjang waktu keterikatan, yang sangat penting untuk pengembangan teknologi kuantum di masa depan. Karakteristik qubit memberikan keunggulan dalam memproses data kompleks dan dapat menyelesaikan masalah yang tidak dapat dengan mudah ditangani oleh komputasi tradisional. Kemajuan ini tidak hanya membantu dalam kegunaan komputasi kuantum, tetapi juga dapat mendorong perkembangan teknologi komunikasi dan pengukuran kuantum, lebih lanjut memperluas cakupan aplikasi teknologi kuantum.