Teknologi kuantum

Teknologi kuantum adalah bidang fisika dan teknik yang sedang berkembang, yang mencakup teknologi yang mengandalkan sifat-sifat mekanika kuantum,^[1] terutama keterkaitan kuantum, superposisi kuantum, dan penerowongan kuantum. Komputasi, sensor, kriptografi, simulasi, pengukuran, pencitraan kuantum, generator energi kuantum, dan navigasi antariksa adalah beberapa contoh teknologi kuantum yang sedang berkembang. Perkembangan teknologi kuantum juga sangat berdampak pada bidang-bidang yang sudah mapan seperti penjelajahan antariksa,^[2] sektor teknologi bersih dan energi berkelanjutan, pemanufakturan nano, teknologi semikonduktor dan laser.

Selain itu, beberapa ilmuwan sedang meneliti kemungkinan interkoneksi antara biologi kuantum dan teknologi kuantum, misalnya untuk lebih memahami imunologi^[3] dan meningkatkan perawatan kesehatan. Terlepas dari akar utamanya dalam fisika, beberapa jenis teknologi kuantum bahkan mungkin melibatkan kimia atau mikrobiologi.

Titik-titik kuantum koloid yang diiradiasi dengan sinar UV. Titik-titik kuantum dengan ukuran yang berbeda memancarkan cahaya warna yang berbeda akibat pengurungan kuantum.

Komunikasi yang aman

Komunikasi aman kuantum adalah metode yang diperkirakan menjadi 'aman secara kuantum' dengan munculnya sistem komputasi kuantum yang dapat mematahkan sistem kriptografi saat ini dengan menggunakan beberapa metode seperti algoritma Shor. Salah satu dari metode ini ialah distribusi kunci kuantum (QKD), sebuah metode transmisi informasi menggunakan cahaya yang terkait sedemikian rupa sehingga membuat intersepsi transmisi menjadi jelas bagi pengguna. Metode lainnya adalah generator angka acak kuantum, yang mampu menghasilkan angka yang benar-benar acak, tidak seperti algoritma non-kuantum yang hanya meniru keacakan.^[4]

Komputasi

Komputer kuantum diperkirakan memiliki sejumlah kegunaan penting dalam bidang komputasi seperti pengoptimalan dan pembelajaran mesin. Komputer kuantum mungkin paling dikenal karena kemampuannya yang diperkirakan untuk menjalankan algoritma Shor, yang dapat digunakan untuk memfaktorkan bilangan besar dan merupakan proses penting dalam mengamankan transmisi data.

Simulator

Simulator kuantum adalah jenis komputer kuantum yang digunakan untuk mensimulasikan sistem dunia nyata dan dapat digunakan untuk mensimulasikan senyawa kimia atau memecahkan masalah fisika energi tinggi.^[5]^[6] Simulator kuantum lebih sederhana untuk dibuat dibandingkan dengan komputer kuantum tujuan umum karena kontrol penuh atas setiap komponen tidak diperlukan.^[5] Simulator kuantum yang sedang dikembangkan saat ini meliputi atom ultra-dingin dalam kisi optik, ion yang terperangkap, susunan qubit superkonduktor, dan lain-lain.^[5]

Sensor

Sensor kuantum diharapkan memiliki sejumlah aplikasi di berbagai bidang termasuk sistem pemosisi, teknologi komunikasi, sensor medan listrik dan magnet, gravimetri,^[7] serta bidang penelitian geofisika seperti teknik sipil^[8] dan seismologi.

Lihat pula

Ilmu nano kuantum
Teknik atom
QFET (transistor efek medan kuantum)

Referensi

^ Chen, Rajasekar; Velusamy, R. (2014). Bridge Engineering Handbook, Five Volume Set, Second Edition. Boca Raton, FL: CRC Press. hlm. 263. ISBN 9781482263459.
^ Belenchia, Alessio; Carlesso, Matteo; Bayraktar, Ömer; Dequal, Daniele; Derkach, Ivan; Gasbarri, Giulio; Herr, Waldemar; Li, Ying Lia; Rademacher, Markus; Sidhu, Jasminder; Oi, Daniel K. L. (11 Maret 2022). "Quantum physics in space". Physics Reports (dalam bahasa Inggris). 951: 1–70. arXiv:2108.01435 . Bibcode:2022PhR...951....1B. doi:10.1016/j.physrep.2021.11.004. ISSN 0370-1573.
^ A.E. Germenis, M.N. Manoussakis, G.S.E. Antipas (Januari 2016). "The Dawn of Quantum Immunology".
^ Love, Dylan (31 Juli 2017). "'Quantum' technology is the future, and it's already here — here's what that means for you". Business Insider. Diakses tanggal 4 Februari 2024.
^ ^a ^b ^c "Quantum Technologies in a nutshell". Quantum Technology (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 4 Februari 2024.
^ Johnson, Tomi H.; Clark, Stephen R.; Jaksch, Dieter (Desember 2014). "What is a quantum simulator?". EPJ Quantum Technology (dalam bahasa Inggris). 1 (1): 1–12. arXiv:1405.2831 . doi:10.1140/epjqt10 . ISSN 2196-0763.
^ Rademacher, Markus; Millen, James; Li, Ying Lia (1 Oktober 2020). "Quantum sensing with nanoparticles for gravimetry: when bigger is better". Advanced Optical Technologies (dalam bahasa Inggris). 9 (5): 227–239. arXiv:2005.14642 . Bibcode:2020AdOT....9..227R. doi:10.1515/aot-2020-0019. ISSN 2192-8584.
^ Stray, Ben; Lamb, Andrew; Kaushik, Aisha; Vovrosh, Jamie; Rodgers, Anthony; Winch, Jonathan; Hayati, Farzad; Boddice, Daniel; Stabrawa, Artur; Niggebaum, Alexander; Langlois, Mehdi; Lien, Yu-Hung; Lellouch, Samuel; Roshanmanesh, Sanaz; Ridley, Kevin; de Villiers, Geoffrey; Brown, Gareth; Cross, Trevor; Tuckwell, George; Faramarzi, Asaad; Metje, Nicole; Bongs, Kai; Holynski, Michael (2020). "Quantum sensing for gravity cartography". Nature. 602 (7898): 590–594. Bibcode:2022Natur.602..590S. doi:10.1038/s41586-021-04315-3 . PMC 8866129  Periksa nilai |pmc= (bantuan). PMID 35197616 Periksa nilai |pmid= (bantuan).

[1] Chen, Rajasekar; Velusamy, R. (2014). Bridge Engineering Handbook, Five Volume Set, Second Edition. Boca Raton, FL: CRC Press. hlm. 263. ISBN 9781482263459.

[2] Belenchia, Alessio; Carlesso, Matteo; Bayraktar, Ömer; Dequal, Daniele; Derkach, Ivan; Gasbarri, Giulio; Herr, Waldemar; Li, Ying Lia; Rademacher, Markus; Sidhu, Jasminder; Oi, Daniel K. L. (11 Maret 2022). "Quantum physics in space". Physics Reports (dalam bahasa Inggris). 951: 1–70. arXiv:2108.01435 . Bibcode:2022PhR...951....1B. doi:10.1016/j.physrep.2021.11.004. ISSN 0370-1573.

[3] A.E. Germenis, M.N. Manoussakis, G.S.E. Antipas (Januari 2016). "The Dawn of Quantum Immunology".

[4] Love, Dylan (31 Juli 2017). "'Quantum' technology is the future, and it's already here — here's what that means for you". Business Insider. Diakses tanggal 4 Februari 2024.

[Quantum_Technology-5] "Quantum Technologies in a nutshell". Quantum Technology (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 4 Februari 2024.

[6] Johnson, Tomi H.; Clark, Stephen R.; Jaksch, Dieter (Desember 2014). "What is a quantum simulator?". EPJ Quantum Technology (dalam bahasa Inggris). 1 (1): 1–12. arXiv:1405.2831 . doi:10.1140/epjqt10 . ISSN 2196-0763.

[rademacher_quantum_2022-7] Rademacher, Markus; Millen, James; Li, Ying Lia (1 Oktober 2020). "Quantum sensing with nanoparticles for gravimetry: when bigger is better". Advanced Optical Technologies (dalam bahasa Inggris). 9 (5): 227–239. arXiv:2005.14642 . Bibcode:2020AdOT....9..227R. doi:10.1515/aot-2020-0019. ISSN 2192-8584.

[8] Stray, Ben; Lamb, Andrew; Kaushik, Aisha; Vovrosh, Jamie; Rodgers, Anthony; Winch, Jonathan; Hayati, Farzad; Boddice, Daniel; Stabrawa, Artur; Niggebaum, Alexander; Langlois, Mehdi; Lien, Yu-Hung; Lellouch, Samuel; Roshanmanesh, Sanaz; Ridley, Kevin; de Villiers, Geoffrey; Brown, Gareth; Cross, Trevor; Tuckwell, George; Faramarzi, Asaad; Metje, Nicole; Bongs, Kai; Holynski, Michael (2020). "Quantum sensing for gravity cartography". Nature. 602 (7898): 590–594. Bibcode:2022Natur.602..590S. doi:10.1038/s41586-021-04315-3 . PMC 8866129  Periksa nilai |pmc= (bantuan). PMID 35197616 Periksa nilai |pmid= (bantuan).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]