Penemuan keterikatan kuantum dapat mengaktifkan teknologi komunikasi baru • The Register

Dalam kultus klasiknya, Ender’s Game, Orson Scott Card membayangkan sebuah dunia di mana ahli taktik paling cerdas dan tragis di Bumi dapat langsung memimpin pasukan jarak jauh menggunakan perangkat yang disebut Ansible.

Meskipun belum diputuskan apakah perangkat seperti itu akan pernah ada, para ilmuwan di Laboratorium Nasional Brookhaven Departemen Energi AS (DoE) menemukan minggu ini. terperinci Suatu bentuk keterikatan kuantum yang “belum pernah dilihat sebelumnya”, mereka percaya, suatu hari nanti dapat mengaktifkan alat komunikasi dan komputer baru yang kuat.

Para ilmuwan telah mencoba mengeksploitasi partikel terjerat kuantum sejak fenomena tersebut diteorikan pada awal abad ke-20, dan topik tersebut telah menjadi sumber perdebatan sengit di antara fisikawan selama beberapa dekade. Namun, akhir tahun lalu tiga ilmuwan – Alain Aspect, John Clauser dan Anton Zeilinger – menerima Hadiah Nobel Fisika untuk pekerjaan mereka tentang keterikatan kuantum.

Jenis keterikatan kuantum “baru”.

Penemuan terbaru Brookhaven dibuat saat meneliti sarana baru untuk mempelajari cara kerja bagian dalam inti atom. Eksperimen yang dijelaskan dalam jurnal kemajuan ilmiahmenggunakan Relativistic Heavy Ion Collider Brookhaven untuk mempercepat partikel mendekati kecepatan cahaya.

Biasanya collider akan menghancurkan partikel emas menjadi satu. Ini akan menggabungkan batas antara proton dan neutron, memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari quark dan gluon – dua partikel dasar yang membentuk inti atom – di lingkungan yang mirip dengan momen paling awal galaksi.

Tapi bukannya menghancurkan mereka bersama-sama, partikel emas itu dikelilingi oleh awan foton dan dibiarkan saling berpapasan.

Menurut Brookhaven, serangkaian fluktuasi kuantum yang disebabkan oleh interaksi antara foton dan gluon saat mereka berpapasan menciptakan partikel baru yang dengan cepat membusuk menjadi sepasang pion bermuatan. Ketika pion ini diukur, mereka memungkinkan para ilmuwan memetakan distribusi gluon di dalam inti atom.

jadi satu entri blogkata Daniel Brandenburg, anggota kolaborasi STAR yang mengerjakan proyek tersebut, tekniknya bekerja seperti pemindaian di kantor dokter, tetapi alih-alih melihat ke dalam otak pasien, para ilmuwan melihat ke dalam proton.

Para ilmuwan mengatakan mereka mengamati fenomena aneh selama pengukuran ini – jenis baru dari interferensi kuantum.

“Kami mengukur dua partikel keluar dan muatannya jelas berbeda – mereka adalah partikel yang berbeda – tetapi kami melihat pola interferensi yang menunjukkan bahwa partikel-partikel ini terjerat atau tersinkronisasi satu sama lain, meskipun mereka adalah partikel yang dapat dibedakan,” kata Zhangbu Xu, fisikawan di Brookhaven Lab Nasional mengatakan dalam posting blog.

Menurut Brookhaven, sebagian besar pengamatan keterikatan lainnya terjadi antara foton atau elektron identik. “Ini adalah pengamatan eksperimental pertama tentang keterikatan antara partikel yang berbeda,” klaim Brandenburg.

Awal dari internet kuantum

Berbagai laboratorium nasional DoE telah menyelidiki dan berinvestasi dalam mekanika kuantum, termasuk aplikasi praktis keterikatan kuantum, selama bertahun-tahun. jutaan dolar dalam pengembangan internet kuantum.

Meskipun tidak ada kemungkinan, jaringan kuantum menggunakan properti partikel untuk menyandikan data lebih efisien daripada yang mungkin dilakukan dengan biner satu dan nol yang digunakan dalam komputasi tradisional. Setidaknya itulah idenya.

Sementara upaya untuk membangun jaringan kuantum masih dalam tahap awal, beberapa percobaan telah menunjukkan harapan. Pada tahun 2019 Brookhaven ditampilkan transmisi foton terjerat melalui jaringan serat optik yang membentang sekitar 11 mil. Pada saat itu, itu adalah eksperimen keterikatan kuantum jarak jauh yang dilakukan di Amerika Serikat.

Baru-baru ini para peneliti di Belanda menunjukkan transmisi informasi kuantum melalui node perantara, fungsi yang mereka yakini sangat penting untuk mengaktifkan internet kuantum. ®