Fisikawan kuantum terkemuka Pan Jianwei dan timnya di Universitas Sains dan Teknologi China telah mengembangkan sistem kuantum buatan yang memiliki implikasi inovatif untuk fisika dan dapat membuka jalan bagi komputasi kuantum yang toleran terhadap kesalahan.
Para peneliti menggunakan foton untuk mensimulasikan interaksi antara partikel bermuatan yang dikenal sebagai efek Hall kuantum anomali fraksional, yang sebelumnya hanya diamati pada elektron, menurut sebuah makalah yang diterbitkan bulan ini oleh jurnal Science.
Beberapa percobaan internasional telah berusaha untuk meniru efek Hall pada tingkat kuantum dengan menempatkan bahan tertentu melalui kondisi yang ketat, termasuk medan magnet yang kuat dan suhu yang sangat rendah.
Para peneliti Cina mengembangkan bit kuantum baru – qubit Plasmonium – untuk menciptakan sistem buatan yang jelas dan fleksibel yang mereplikasi fenomena pada suhu normal tanpa medan magnet, menurut makalah itu.
Para peneliti mengisolasi foton tunggal – partikel elementer yang tidak membawa muatan listrik dan juga dikenal sebagai cahaya kuantum – dengan mengemasnya dengan susunan Plasmonium, membuatnya lebih mudah untuk dimanipulasi dan diamati.
Chang Jin, wakil presiden Chinese Academy of Sciences (CAS), mengatakan pencapaian tim dalam simulasi kuantum diharapkan memiliki dampak signifikan pada pengembangan teknologi kuantum.
Pan, yang juga seorang akademisi CAS, mengatakan percobaan itu “menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa komputasi kuantum dapat … mengatasi masalah signifikan dalam fisika. Ini juga secara signifikan memajukan pengembangan komputasi kuantum yang toleran terhadap kesalahan”.
Rekan penulis studi Lu Chaoyang mengatakan kerja tim “layak untuk dimasukkan dalam buku teks”. Para peneliti menggabungkan 16 Plasmonium dalam array 4×4, yang mampu “secara tepat mengakomodasi foton tunggal yang memfasilitasi pengamatan”.
Dalam sebuah wawancara dengan CCTV, Lu mengatakan sistem kuantum yang disimulasikan memungkinkan pembangunan medan pengukur buatan yang setara tanpa memerlukan medan magnet eksternal.
“Dengan secara tepat mengendalikan energi relatif dan kekuatan koneksi antara kotak, foton dalam setiap kotak dipaksa untuk mulai ‘menari’ satu sama lain, membentuk pola unik ketika satu lingkaran foton mengelilingi yang lain dalam dua langkah,” katanya.
“Salah satu tujuan utama kami adalah untuk mengeksplorasi misteri mekanika kuantum menggunakan metode yang sama sekali baru. Berdasarkan sistem kuantum ini, para ilmuwan dapat menciptakan beberapa keadaan kuantum eksotis yang tidak ada di alam.”
Teknologi simulasi kuantum akan menjadi “komponen penting dari revolusi kuantum kedua”, menurut kantor berita negara Xinhua.
Hal ini diharapkan dapat diterapkan untuk mensimulasikan sistem kuantum yang … menantang untuk komputer klasik, “akhirnya mencapai supremasi komputasi kuantum”, kata Xinhua.
Pan dan timnya sudah menjadi pemimpin global di bidangnya, membangun dan meluncurkan satelit kuantum pertama di dunia Moi pada tahun 2016.
Pada Oktober tahun lalu, mereka meluncurkan Jiuhang 3, prototipe komputer kuantum yang pertama memanipulasi 255 foton dan dapat melakukan perhitungan spesifik miliaran kali lebih cepat daripada superkomputer tercepat di dunia.
Sementara Jiuhang 3 belum berlaku untuk tuntutan komputasi yang tinggi dari bidang-bidang seperti kriptografi, ramalan cuaca atau desain material, sebuah poster yang terlihat selama wawancara CCTV, mengungkapkan bahwa penggantinya sedang dalam pengembangan.
Menurut poster di dinding laboratorium, Jiuhang 4 – yang mampu mengendalikan lebih dari 2.000 foton – diharapkan akan diluncurkan tahun ini.