PROBACA.ID – Bayangkan kamu sedang mengirim pesan penting lewat jaringan yang sangat rapuh. Pesannya bisa sampai, tetapi sedikit gangguan saja dapat membuat isinya berubah. Kira-kira begitulah masalah yang dihadapi komputer kuantum: informasi di dalamnya mudah sekali “lupa” keadaan awalnya.
Kini, para peneliti menemukan cara menarik untuk membantu menjaganya tetap ingat—dengan gelombang suara yang ukurannya sangat kecil.
Terobosan ini dikembangkan di laboratorium Marko Lončar, Tiantsai Lin Professor of Electrical Engineering di Harvard. Eksperimennya dipimpin Eliza Cornell, doktor baru dari kelompok Lončar yang kini menjadi peneliti pascadoktoral di Boston University, bersama Zhujing Xu, mantan peneliti pascadoktoral di kelompok yang sama. Hasilnya diterbitkan di jurnal Nature Physics.
Dalam pendekatan ini, informasi kuantum disimpan menggunakan spin elektron—semacam “arah putaran” elektron—yang terkait dengan ketidakmurnian pada berlian. Informasi tersebut kemudian dapat dibawa oleh paket-paket getaran mekanis kecil bernama fonon.
Fonon bisa dibayangkan seperti gelombang suara, tetapi dalam skala yang sangat kecil. Menariknya, pada frekuensi yang sama, panjang gelombangnya jauh lebih pendek daripada cahaya. Artinya, komponen untuk mengolah dan mengirim informasi kuantum bisa dibuat lebih mungil dan dipadatkan di atas chip.
Para peneliti juga menggunakan struktur bernama phononic cavity, yakni ruang kecil yang menjebak getaran mekanis agar dapat berinteraksi lebih kuat dengan spin elektron. Di sinilah muncul tantangannya: semakin kuat interaksi itu, bukan berarti memori kuantumnya otomatis aman. Qubit—unit dasar informasi kuantum—sangat sensitif terhadap gangguan lingkungan.
Kemampuan qubit mempertahankan keadaan kuantumnya disebut koherensi. Biasanya, peneliti melindungi koherensi dengan pulsa gelombang mikro. Namun, cara tersebut kurang cocok untuk qubit yang berada di dalam rongga fononik.
Tim SEAS mengakalinya dengan terus-menerus memberikan medan mekanis dari fonon. Perlakuan ini mengubah qubit menjadi keadaan yang disebut dressed qubit—seolah-olah qubit “mengenakan” lapisan medan akustik. Lapisan tersebut membuatnya lebih kebal terhadap gangguan berfrekuensi rendah.
Hasilnya cukup menjanjikan: waktu koherensi spin silikon-vakansi pada berlian meningkat kira-kira tiga kali lipat. Jadi, fonon berpotensi melakukan dua pekerjaan sekaligus: mengantar informasi antarbagiannya jaringan kuantum dan membantu melindungi informasi itu dari gangguan.
Inilah bagian yang membuat temuan tersebut penting. Suara mikroskopis ternyata bukan sekadar pembawa pesan. Dalam dunia kuantum, ia juga bisa menjadi “pelindung” pesan—membantu mewujudkan jaringan kuantum yang lebih kecil, lebih terintegrasi, dan lebih tahan gangguan.
***
DISCLAIMER: Sebagian proses pengolahan artikel ini dibantu oleh teknologi AI. Pembaca disarankan memverifikasi kembali data dan informasi melalui sumber resmi atau sumber primer
Diolah dari sumber ScienceDaily
