Mesin panas kuantum superkonduktor pertama di dunia dapat memberi daya pada komputer kuantum yang lebih besar
Para ilmuwan di Universitas Aalto di Finlandia telah membangun mesin panas siklik pertama di dunia, yang beroperasi di dalam sirkuit superkonduktor dan menggunakan sejumlah kecil panas dari lemari es kuantum untuk mengubahnya menjadi pekerjaan yang bermanfaat. Penelitian ini dapat membantu menghemat ribuan euro ketika komputer kuantum dengan ribuan qubit dibangun dalam waktu dekat. Strategi Teknologi Kuantum Finlandia bertujuan untuk membangun komputer kuantum dengan seribu qubit logis pada tahun 2035. Komputer kuantum pada skala ini akan membutuhkan ratusan ribu qubit fisik, yang terhubung satu sama lain melalui jutaan kabel gelombang mikro. Masing-masing kabel ini berharga seribu euro, sesuai dengan harga saat ini, sehingga menaikkan biaya komputer kuantum semacam itu. Para ilmuwan di Universitas Aalto juga prihatin dengan kebisingan yang ditimbulkan oleh infrastruktur ini ke dalam pengaturan sistem kuantum dan bertanya-tanya apakah pendekatan alternatif dapat digunakan. Jawaban atas masalah ini adalah membangun perangkat otonom pada skala kuantum, yang dapat sepenuhnya menghilangkan kabel-kabel tersebut. Namun, untuk membangun perangkat otonom pada skala ini, para ilmuwan harus membangun mesin panas kuantum terlebih dahulu. Mesin panas kuantum Mesin panas sangat penting dalam mewujudkan Revolusi Industri. Dari mobil hingga pesawat terbang, kapal laut hingga pembangkit listrik, mesin pemanas ada dimana-mana. Mereka mengubah panas menjadi energi berguna yang dapat digunakan untuk melakukan kerja. Meskipun kita telah membangun mesin yang semakin besar di masa lalu, para fisikawan kini terpesona oleh gagasan bahwa termodinamika klasik juga dapat dicapai pada skala kuantum. Sebuah tim yang dipimpin oleh Mikko Möttönen, seorang profesor teknologi kuantum di Universitas Aalto di Finlandia, kini telah mencapai prestasi ini menggunakan transmon qubit, resonator, dan lemari es kuantum. “Dalam percobaan kami, kami membuat mesin panas fabrikasi nano menggunakan sirkuit superkonduktor dan mengoperasikannya dalam cryostat mendekati nol mutlak,” jelas Tuomas Uusnäkki, yang terlibat dalam pembuatan perangkat tersebut. Tim tersebut menciptakan siklus Otto, proses termodinamika yang sama yang menggerakkan mesin mobil di dalam sirkuit superkonduktor. Menuju perangkat otonom Untuk mengetahui apakah mesin panas dapat melakukan pekerjaan yang terukur, tim memindahkan qubit ke lemari es sirkuit kuantum dan mengendalikan aliran panas pada skala kuantum. Tidak seperti mesin kalor lainnya, mesin kalor kuantum menggunakan lemari es kuantum untuk panas dan dingin. Hal ini membuat sistem ini sederhana namun serbaguna. “Kulkas sirkuit kuantum kami dapat disetel untuk memanaskan dan mendinginkan qubit sesuai permintaan. Dengan menggunakan pulsa kontrol yang diatur waktunya dengan cermat, kami menggerakkan mesin dalam siklus Otto dan memantau status qubit saat mesin bekerja,” tambah Uusnäkki. Pencapaian dalam membangun mesin panas kuantum menyiapkan landasan untuk membangun seluruh mesin panas otonom yang dapat melakukan pekerjaan seperti membaca qubit tanpa menggunakan pulsa gelombang mikro dari suhu mendekati nol mutlak hingga suhu kamar. Selain menghemat ribuan euro dalam biaya kabel gelombang mikro, mesin pemanas otonom juga akan membantu mengurangi kompleksitas pembuatan komputer kuantum di masa depan. Temuan penelitian ini dipublikasikan di jurnal Nature.
Diterbitkan : 2026-07-13 13:52:00
sumber : interestingengineering.com
