Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan proses dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan atribut berikut sambil memastikan kredibilitas konten:
OKE! (a) Panel kiri menunjukkan gambar sampel gabungan QD-SRR kami. Panjang celah L dirancang menjadi 1 μm. Panel kanan menunjukkan gambar pemindaian mikroskop elektron wilayah QD. Tanda silang hitam melambangkan kontak ohmik AuGeNi. (b) Ilustrasi sistem model berpasangan 2DES-SRR-QD yang dibahas dalam surat ini. Garis merah dan biru secara kiasan mewakili saluran tepi kuantum Hall yang merambat sepanjang SRR ketika faktor pengisian wilayah volume diasumsikan 2. “LL1” dan “LL2” masing-masing merupakan level Landau terendah dan terendah kedua. Kredit: Surat Tinjauan Fisik (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.066901
× tutup
(a) Panel kiri menunjukkan gambar sampel gabungan QD-SRR kami. Panjang celah L dirancang menjadi 1 μm. Panel kanan menunjukkan gambar pemindaian mikroskop elektron wilayah QD. Tanda silang hitam melambangkan kontak ohmik AuGeNi. (b) Ilustrasi sistem model berpasangan 2DES-SRR-QD yang dibahas dalam surat ini. Garis merah dan biru secara kiasan mewakili saluran tepi kuantum Hall yang merambat sepanjang SRR ketika faktor pengisian wilayah volume diasumsikan 2. “LL1” dan “LL2” masing-masing merupakan level Landau terendah dan terendah kedua. Kredit: Surat Tinjauan Fisik (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.066901
Elektronika kuantum di masa depan pada dasarnya akan berbeda dari elektronik konvensional. Meskipun memori pada memori disimpan sebagai digit biner, memori pada memori disimpan sebagai qubit, yang dapat mengambil berbagai bentuk, seperti elektron yang terperangkap dalam struktur nano yang dikenal sebagai titik kuantum. Namun, tantangan dalam mentransmisikan informasi ini ke tempat yang lebih jauh dari titik kuantum di dekatnya dibatasi oleh desain qubit.
Kini, dalam sebuah penelitian yang baru-baru ini diterbitkan di Physical Review Letters, para peneliti dari Institute of Industrial Science di Universitas Tokyo membahas masalah ini. Mereka telah mengembangkan teknologi baru untuk mengirimkan informasi kuantum dalam jarak puluhan hingga ratusan mikrometer. Kemajuan ini dapat meningkatkan fungsionalitas elektronik kuantum yang akan datang.
Bagaimana para peneliti dapat mentransfer informasi kuantum dari satu titik kuantum ke titik lainnya pada chip komputer kuantum yang sama? Salah satu caranya adalah dengan mengubah informasi elektronik (materi) menjadi informasi cahaya (gelombang elektromagnetik) – dengan menghasilkan keadaan materi cahaya hibrid.
Pekerjaan sebelumnya tidak sesuai dengan kebutuhan elektron tunggal dalam pemrosesan informasi kuantum. Tujuan dari penelitian tim peneliti adalah untuk meningkatkan transfer informasi kuantum berkecepatan tinggi dengan cara yang lebih fleksibel dalam desain dan kompatibel dengan alat fabrikasi semikonduktor yang tersedia saat ini.
“Dalam pekerjaan kami, kami memasangkan beberapa elektron dalam titik kuantum ke rangkaian listrik yang dikenal sebagai resonator cincin terpisah terahertz,” jelas Kazuyuki Kuroyama, penulis utama studi tersebut. “Desainnya sederhana dan cocok untuk integrasi skala besar.”
Pekerjaan sebelumnya didasarkan pada penggabungan resonator dengan rangkaian ribuan hingga puluhan ribu elektron. Faktanya, kekuatan pengikatan didasarkan pada besarnya ukuran file ini. Sebaliknya, sistem saat ini hanya membatasi beberapa elektron, sehingga cocok untuk pemrosesan informasi kuantum. Namun, gelombang elektromagnetik elektron dan terahertz terbatas pada area yang sangat kecil. Oleh karena itu, kekuatan ikatannya sebanding dengan sistem banyak elektron.
“Kami sangat gembira karena kami menggunakan struktur yang tersebar luas dalam nanoteknologi canggih—dan secara rutin diintegrasikan ke dalam manufaktur semikonduktor—untuk membantu memecahkan masalah praktis transfer informasi kuantum,” kata Kazuhiko Hirakawa, penulis utama. “Kami juga berharap dapat menerapkan temuan kami untuk memahami fisika dasar keadaan yang terkait dengan cahaya dan elektron.”
Pekerjaan ini merupakan langkah maju yang penting dalam memecahkan masalah yang sebelumnya menjengkelkan dalam transfer informasi kuantum yang memiliki penerapan terbatas pada temuan laboratorium. Selain itu, interkonversi cahaya dan materi dianggap sebagai salah satu arsitektur dasar untuk komputer kuantum skala besar berdasarkan titik kuantum semikonduktor. Karena hasil para peneliti didasarkan pada bahan dan proses yang umum dalam pembuatan semikonduktor, penerapan praktisnya harus mudah.
Informasi lebih lanjut:
Kazuyuki Kuroyama dkk., Interaksi koheren titik kuantum beberapa elektron dengan resonator optik terahertz, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.066901. Di arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2204.10522
+ There are no comments
Add yours