Bayangkan kamu ingin memotret protein yang sangat rapuh. Kamera biasa mungkin perlu berkali-kali mengambil gambar agar detailnya terlihat jelas. Masalahnya, “lampu kilat” yang terlalu sering justru bisa merusak objek. Kira-kira begitulah tantangan yang dihadapi mikroskop elektron ketika digunakan untuk mengamati bahan biologis.
Dalam mikroskop elektron, elektron ditembakkan ke sampel untuk membentuk gambar. Jumlah elektron yang terdeteksi kemudian dihitung dan diolah menjadi citra. Cara ini sudah mampu memperlihatkan detail hingga skala atom. Namun, ada bagian penting dari setiap elektron yang biasanya terlewat: informasi kuantum yang dibawanya.
Para peneliti dari TU Wien, bersama tim dari University of Vienna, JKU Linz, dan University of Innsbruck, ingin memanfaatkan “bonus informasi” tersebut. Gagasannya cukup unik: menghubungkan mikroskop elektron dengan komputer kuantum berbasis ion yang ditahan di tempat tertentu.
Ketika elektron melintas, elektron itu dapat berinteraksi dengan ion di dalam komputer kuantum. Interaksi ini bisa menciptakan entanglement, atau keterikatan kuantum—keadaan ketika dua sistem berbagi keadaan dan informasi dengan cara yang tidak memiliki padanan langsung dalam fisika klasik.
Analogi sederhananya seperti menitipkan catatan kecil dari setiap kurir kepada satu pusat penyimpanan. Setelah banyak kurir datang, pusat itu tidak hanya menghitung jumlah mereka, tetapi juga menggabungkan isi catatan yang dibawa masing-masing. Dengan operasi kuantum yang dirancang secara khusus, informasi dari beberapa elektron dapat dipadukan untuk memperkuat sinyal.
Hasil yang diharapkan: sesuatu yang biasanya tampak seperti derau acak bisa berubah menjadi sinyal yang berguna. Dengan begitu, peneliti mungkin dapat memperoleh detail lebih jelas menggunakan elektron lebih sedikit—hal yang penting untuk sampel sensitif seperti protein individual.
“Elektron tetap digunakan untuk membentuk gambar, seperti pada mikroskop elektron biasa,” jelas Iva Březinová dari TU Wien. Bedanya, informasi kuantum yang biasanya hilang ikut diproses oleh komputer kuantum.
Sejauh ini, keunggulan metode tersebut baru dibuktikan secara matematis. Demonstrasi langsungnya sedang disiapkan di University Service Center for Transmission Electron Microscopy (USTEM) milik TU Wien. Komputer kuantumnya dikembangkan oleh tim Philipp Schindler di University of Innsbruck, sementara algoritmanya dibuat bersama tim Johannes Kofler dari JKU Linz.
Proyek ini didukung, antara lain, oleh Austrian Science Fund melalui Cluster of Excellence quantA dan Gordon and Betty Moore Foundation. Jika berhasil, mikroskop elektron masa depan bukan sekadar menghitung lebih banyak elektron—melainkan memeras lebih banyak makna dari setiap elektron yang lewat.
Di situlah letak kejutannya: gambar yang lebih jelas tidak selalu membutuhkan “lebih banyak” elektron. Dengan bantuan komputer kuantum, kuncinya bisa jadi justru memahami lebih dalam informasi yang sudah dibawa oleh masing-masing elektron.
***
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
