Biasanya, untuk mengukur suatu objek, Anda perlu berinteraksi dengannya dengan cara tertentu: mendorong, atau memukul, atau Anda memerlukan gema gelombang suara atau aliran cahaya. Singkatnya, hampir tidak mungkin untuk melihat suatu objek tanpa interaksi dengannya. Tapi ada pengecualian untuk aturan apa pun, dan itu ada di dunia fisika kuantum.
Para peneliti di Universitas Aalto di Finlandia mengusulkan cara untuk "melihat" gelombang mikro tanpa menyerap dan memancarkan kembali gelombang cahaya apa pun. Ini adalah contoh pengukuran khusus tanpa interaksi, ketika suatu objek diamati tanpa gangguan dari partikel mediator.
Konsep dasar "melihat tanpa menyentuh" bukanlah hal baru. Fisikawan telah membuktikan bahwa adalah mungkin untuk menggunakan sifat cahaya seperti gelombang untuk menjelajahi ruang angkasa dan tidak membuatnya berperilaku seperti partikel dengan memisahkan gelombang cahaya yang selaras secara tepat ke jalur yang berbeda dan membandingkan jalurnya.
Alih-alih laser dan cermin, tim menggunakan gelombang mikro dan semikonduktor, dan ini merupakan pencapaian tersendiri. Instalasi menggunakan apa yang disebut transmon perangkat untuk mendeteksi gelombang elektromagnetik yang membuat pulsa. Meskipun relatif besar menurut standar kuantum, perangkat ini meniru perilaku kuantum partikel individu pada banyak tingkatan menggunakan sirkuit superkonduktor.
"Pengukuran tanpa interaksi adalah efek kuantum mendasar yang menentukan keberadaan objek peka cahaya tanpa penyerapan foton yang tidak dapat diubah," tulis para peneliti dalam makalah yang diterbitkan. "Di sini kami mengusulkan konsep deteksi koheren tanpa interaksi dan mendemonstrasikannya secara eksperimental menggunakan sirkuit transmon superkonduktor tiga tingkat."
Tim mengandalkan koherensi kuantum yang diciptakan oleh sistem khusus mereka (kemampuan objek untuk menduduki dua keadaan berbeda pada saat yang sama, seperti kucing Schrödinger yang terkenal) untuk menyukseskan skema kompleks. “Kami harus mengadaptasi konsep tersebut ke berbagai alat eksperimen yang tersedia untuk perangkat superkonduktor,” kata para ilmuwan dari Universitas Aalto. - Karena itu, kami juga harus mengubah protokol standar secara radikal tanpa interaksi. Kami menambahkan lapisan kuantum lainnya dengan menggunakan tingkat energi yang lebih tinggi transmon'.
Eksperimen yang dilakukan oleh tim didukung oleh model teoritis yang mendukung hasil. Ini adalah contoh dari apa yang oleh para ilmuwan disebut keunggulan kuantum – kemampuan perangkat kuantum untuk melampaui apa yang mungkin dilakukan dengan perangkat klasik.
Dalam fisika kuantum, menyentuh benda terkadang bisa berakibat fatal. Jadi untuk kasus di mana pekerjaan memerlukan akurasi maksimum, metode pengukuran alternatif berikut mungkin berguna. Area di mana skema ini dapat diterapkan meliputi komputasi kuantum, pencitraan optik, deteksi kebisingan dan distribusi kunci kriptografi. Dalam setiap kasus, efisiensi sistem yang terlibat akan meningkat secara signifikan.
"Dalam komputasi kuantum, metode kami dapat digunakan untuk mendiagnosa keadaan foton gelombang mikro dalam elemen memori tertentu," kata para ilmuwan. “Ini dapat dilihat sebagai cara yang sangat efisien untuk mengekstraksi informasi tanpa mengganggu fungsi prosesor kuantum.”
Anda dapat membantu Ukraina melawan penjajah Rusia. Cara terbaik untuk melakukannya adalah dengan menyumbangkan dana ke Angkatan Bersenjata Ukraina melalui selamatkan hidup atau melalui halaman resmi NBU.
Juga menarik: