Peneliti MIT Atasi Masalah Panas pada Komputer Kuantum dengan Sistem Nirkontak

Liputan6.com, Jakarta - Para ilmuwan di Massachusetts Institute of Technology (MIT) telah mengembangkan sistem komunikasi nirkontak untuk komputer kuantum yang memungkinkan transfer data berkecepatan tinggi antara komputer kkuantum dan elektronik di luar lemari pendingin tanpa menimbulkan panas yang akan menyebabkan kesalahan.

Hingga saat ini, sistem kuantum disimpan di dalam lemari pendingin yang menjaga suhu tepat di atas nol mutlak untuk mencegah kesalahan qubit.

Sistem ini harus berkomunikasi dengan elektronik di luar lemari pendingin tersebut. Dalam skenario ini, kabel logam menimbulkan panas, sehingga memaksa lemari es bekerja lebih keras dan menarik daya ekstra agar tetap dingin.

Dengan menggunakan gelombang terahertz nirkabel untuk mentransfer data, para ilmuwan MIT mampu menciptakan sistem yang mengonsumsi daya hingga sepuluh kali lebih sedikit daripada sistem yang menggunakan kabel logam secara konvensional.

Teknologi ini dapat memungkinkan penciptaan sistem kuantum yang lebih besar dengan lebih banyak qubit, karena jumlah qubit yang dapat didukung oleh sistem dibatasi oleh jumlah panas yang dapat dihilangkan oleh lemari pendingin.

Guna mencapai komunikasi tersebut, tim MIT menciptakan transceiver chip yang dapat ditempatkan di dalam lemari pendingin dan menerima serta mengirimkan data.

Gelombang Terahertz yang dihasilkan di luar lemari pendingin dipancarkan melalui jendela kaca dan data yang dikodekan ke dalam gelombang ini dapat diterima oleh chip tersebut.

Chip itu juga bertindak sebagai cermin, yang memantulkan data dari qubit pada gelombang terahertz kembali ke sumbernya.

Proses pemantulan ini memantulkan kembali sebagian besar daya yang dikirim ke dalam lemari es, sehingga proses ini hanya menghasilkan sedikit panas.

Tim peneliti menciptakan transceiver chip persegi berukuran sekitar dua milimeter di setiap sisinya. Chip itu ditempatkan pada komputer kuantum di dalam lemari es, yang disebut cryostat karena mempertahankan suhu kriogenik.

Serangkaian antena di atas chip, yang masing-masing hanya berukuran sekitar 200 mikrometer, berfungsi sebagai cermin kecil.

Cermin ini dapat dihidupkan dan dimatikan untuk memantulkan gelombang. Para peneliti meyakini, sistem komunikasi nirkabel ini dapat mempermudah pembuatan perangkat dalam skala besar karena gelombang terahertz lebih kecil daripada gelombang radio.

Gelombang itu juga memiliki frekuensi yang lebih tinggi daripada gelombang radio, sehingga dapat mengirimkan data lebih cepat dan memindahkan informasi dalam jumlah yang lebih besar.

Mereka berencana meningkatkan kecepatan dan efisiensi sistem dengan menggunakan serat terahertz khusus, yang lebarnya hanya beberapa ratus mikrometer. Transceiver chip dan sambungan terahertz dapat dibuat sepenuhnya dengan proses fabrikasi standar pada chip CMOS, sehingga dapat diintegrasikan ke dalam banyak sistem dan teknik yang ada saat ini.

Dengan prototipe mereka, para peneliti mampu mengirimkan data pada empat gigabit per detik. Setelah mendemonstrasikan teknologi nirkabel ini, mereka ingin menyempurnakan desain transceiver untuk meningkatkan skalabilitas dan terus meningkatkan efisiensi energinya.