Riset Memberikan Wawasan Baru untuk Perbaikan Quantum Transport dari Singapore University of Technology and Design

Transportasi kuantum adalah konsep yang dipelajari dengan baik tetapi rumit. Sudah ada sekitar 100 tahun studi dan penelitian sebelumnya yang berfokus pada dinamikanya, namun masih banyak yang harus diperhatikan. Data untuk sistem transpor kuantum serta sistem itu sendiri sangat kompleks, menciptakan tantangan bagi para ilmuwan. Untuk mencoba memahami sistem ini dengan lebih baik, dan menyarankan perbaikan, peneliti dari Singapore University of Technology and Design (SUTD) berkolaborasi dengan Instituto de Física da Universidade de São Paulo dan Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf untuk meninjau literatur sebelumnya, memahami evolusi transpor kuantum. Milik mereka Temuan, diterbitkan di Ulasan tentang Fisika Modern, menyarankan bahwa masih banyak lagi perbaikan yang dapat ditemukan dan dikembangkan di bidang ini. 

Mempelajari Sistem Nanoskopik 

Untuk memahami sepenuhnya sistem transpor kuantum, para peneliti SUTD hanya berfokus pada beberapa model. “Kami fokus pada sistem yang sebagian besar satu dimensi, dan pada tepinya, sistem tersebut digabungkan ke bak makroskopik, seperti bak termal dengan suhu yang ditentukan dengan baik,” jelas peneliti utama Associate Professor Dario Poletti dari SUTD. “Keindahan sistem satu dimensi adalah bahwa mereka dapat memiliki sifat yang sangat berbeda dari material curah, dan dengan menjelajahinya, seseorang dapat menemukan cara untuk merancang sistem dan perangkat baru.” Model-model lain juga dipelajari, khususnya untuk interaksinya dengan fase materi baru (seperti Kondensat Bose-Einstein), yang dapat dimanfaatkan dalam teknologi kuantum. Seperti yang ditambahkan Poletti: “Dalam sebagian besar ulasan, kami juga memberikan perhatian khusus pada sistem yang berkorelasi kuat, misalnya sistem di mana elektron sangat merasakan kehadiran elektron terdekat lainnya. Dalam sistem seperti itu, dapat muncul fase materi baru dan sifat fisik baru yang juga dapat memberikan peluang baru bagi teknologi masa depan untuk mengendalikan transpor kuantum.” Dengan dua model ini, Poletti dan timnya dapat membandingkan dan membedakan dinamika dan interaksi yang terjadi di dalam sistem.

Untuk mengukur dinamika yang berbeda ini, mereka menggunakan berbagai metrik. “Kami mempresentasikan hasil transportasi sebagai fungsi dari panjang sistem, sambungannya ke bak, sifat bak (misalnya magnetisasinya), jenis dan besarnya interaksi dalam sistem, jenis eksitasi yang ada (misalnya magnetisasi), adanya gangguan dan adanya efek disipatif lainnya (misalnya sistem ini juga digabungkan dengan jenis rendaman lainnya),” kata Poletti. 

Implikasi Lebih Besar dari Transportasi Kuantum 

Karena transpor kuantum dapat memainkan peran kunci dalam klasik dan komputasi kuantum, memahami sistem transportasi kuantum sangat penting untuk mengimplementasikan peningkatan pada teknologi generasi mendatang ini. Studi ini mengungkapkan banyak jalan berbeda yang dapat diambil oleh peneliti dan pengembang lain untuk mencoba meningkatkan sistem ini lebih jauh. Seperti yang dijelaskan Poletti, “Beberapa dari arahan ini mencakup kebutuhan akan model dan metode yang lebih baik untuk mempelajari sistem ini secara teoritis, dan juga cara untuk menjelajahinya secara eksperimental. Munculnya transisi fase non-ekuilibrium juga memerlukan perhatian lebih lanjut, dan sistem dengan dimensi yang lebih besar dari satu, misalnya material dua dimensi yang berkorelasi kuat.” Poletti dan timnya percaya bahwa dengan meningkatkan transporter kuantum ini, banyak perangkat dan material lain juga dapat ditingkatkan. “Transportasi kuantum sudah menjadi bagian dari kehidupan kita sehari-hari,” kata Poletti. “Pertanyaannya adalah seberapa baik kita bisa mengendalikannya. Salah satu cara untuk meningkatkan kontrol transportasi secara signifikan adalah dengan menggunakan bahan yang berkorelasi kuat, di mana interaksi yang kuat antara konstituennya memungkinkan munculnya fase materi atau fenomenologi yang berbeda. Misalnya, interaksi ini dapat mengubah suatu sistem dari balistik menjadi difusif, atau bahkan isolator. Dan interaksi, seperti yang telah saya dan tim saya tunjukkan dalam karya lain, dapat mengarah pada kontrol besar dalam arah arus, sehingga mengarah ke dioda untuk magnetisasi dan arus panas.” Dengan penelitian lebih lanjut yang perlu dilakukan, Poletti dan timnya berharap bahwa pekerjaan mereka menawarkan jalan bagi peneliti lain untuk lebih memajukan bidang transportasi kuantum ini. 

Kenna Hughes-Castleberry adalah staf penulis di Inside Quantum Technology dan Science Communicator di JILA (kemitraan antara University of Colorado Boulder dan NIST). Ketukan tulisannya termasuk teknologi dalam, metaverse, dan teknologi kuantum.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/research-gives-new-insights-for-improvement-on-quantum-transport-from-the-singapore-university-of-technology-and-design/