By Sandra Hesel diposting 09 Sep 2022
Ringkasan Berita Quantum 9 September dimulai dengan penjelasan bagaimana botol plastik yang dihancurkan dapat membuat berlian nano untuk sensor kuantum diikuti dengan metode kriptografi kuantum yang tidak bergantung pada perangkat baru dapat memberikan cnkripsi yang lebih aman. Commonwealth of Massachusetts memberikan hibah R&D $3.5 juta untuk fasilitas kuantum Northeastern University yang baru adalah yang ketiga & LEBIH BANYAK
Botol plastik yang dihancurkan dapat membuat berlian nano untuk sensor kuantum
Sebuah tim peneliti telah menggunakan kilatan laser untuk mensimulasikan interior planet es, memacu proses baru untuk menghasilkan jenis berlian sangat kecil yang penting untuk sensor kuantum. Penelitian dan implikasinya dilaporkan dalam Rekayasa & Teknologi (E&T) dan diringkas di sini.
Tim internasional, dipimpin oleh Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), University of Rostock dan École Polytechnique Prancis, melakukan percobaan baru untuk menentukan apa yang terjadi di dalam planet es seperti Neptunus dan Uranus.
Para peneliti menembakkan laser ke lapisan tipis plastik PET sederhana dan menyelidiki apa yang terjadi dengan menggunakan kilatan laser intensif. Salah satu hasilnya adalah para peneliti dapat memastikan bahwa itu benar-benar 'hujan berlian' di dalam raksasa es di pinggiran tata surya kita.
Metode ini dapat membangun cara baru untuk memproduksi berlian nano, yang dibutuhkan, misalnya, untuk sensor kuantum yang sangat sensitif. Kelompok tersebut telah mempresentasikan temuannya di jurnal Kemajuan ilmu pengetahuan.
Kondisi interior planet raksasa es seperti Neptunus dan Uranus sangat ekstrem: suhunya mencapai beberapa ribu derajat Celcius dan tekanannya jutaan kali lebih besar daripada di atmosfer Bumi. Meskipun demikian, keadaan seperti ini dapat disimulasikan secara singkat di laboratorium: kilatan laser yang kuat mengenai sampel bahan seperti film, memanaskannya hingga 6,000°C dalam sekejap mata, dan menghasilkan gelombang kejut yang memadatkan bahan selama beberapa nanodetik. hingga satu juta kali tekanan atmosfer.
raksasa es tidak hanya mengandung karbon dan hidrogen tetapi juga oksigen dalam jumlah besar. Saat mencari bahan film yang cocok, kelompok tersebut menemukan zat sehari-hari: PET, resin yang digunakan untuk membuat botol plastik biasa. “PET memiliki keseimbangan yang baik antara karbon, hidrogen, dan oksigen untuk mensimulasikan aktivitas di planet es,” kata Kraus.
Eksperimen ini juga membuka perspektif untuk aplikasi teknis: produksi berlian berukuran nanometer yang disesuaikan, yang sudah termasuk dalam bahan abrasif dan pemoles. Di masa depan, diperkirakan akan digunakan sebagai sensor kuantum yang sangat sensitif.
*****
Metode kriptografi kuantum independen perangkat baru dapat memberikan enkripsi yang lebih aman
Para peneliti di National University of Singapore (NUS) telah mengembangkan protokol baru untuk QKD atau DIQKD yang tidak bergantung pada perangkat. Quantum News Briefs merangkum BeritaKesepakatan cakupan di bawah ini.
Dalam kasus QKD atau DIQKD yang tidak bergantung pada perangkat, protokol kriptografi tidak bergantung pada perangkat yang digunakan. Untuk pertukaran kuantum kunci mekanis, baik sinyal cahaya dikirim ke penerima oleh pemancar atau sistem kuantum terjerat digunakan. dua pengaturan pengukuran untuk pembangkitan kunci digunakan, bukan hanya satu. “Dengan memperkenalkan pengaturan tambahan untuk pembuatan kunci, menjadi lebih sulit untuk mencegat informasi, dan oleh karena itu protokol dapat mentolerir lebih banyak noise dan menghasilkan kunci rahasia bahkan untuk status terjerat dengan kualitas lebih rendah,” tersebut Charles Lim dari NUS. Lim juga salah satu penulis studi tersebut.
Dalam metode QKD konvensional, keamanan dapat dijamin ketika perangkat kuantum yang digunakan telah dikarakterisasi dengan baik. “Jadi, pengguna protokol tersebut harus bergantung pada spesifikasi yang diberikan oleh penyedia QKD dan percaya bahwa perangkat tidak akan beralih ke mode operasi lain selama distribusi kunci,” jelas Tim van Leent, salah satu penulis utama.
Para peneliti berharap metode mereka sekarang akan membantu menghasilkan kunci rahasia dengan perangkat yang tidak berkarakteristik dan tidak dapat dipercaya. Mereka sekarang bertujuan untuk memperluas sistem dan menggabungkan beberapa pasangan atom terjerat.
*****
Persemakmuran Massachusetts memberikan hibah Litbang sebesar $3.5 juta untuk fasilitas kuantum Universitas Northeastern yang baru
Administrasi Baker-Polito di Massachusetts telah mengumumkan hibah baru senilai $3.5 juta untuk Experiential Quantum Advancement Laboratories (EQUAL), sebuah proyek senilai hampir $10 juta untuk memajukan penginderaan kuantum yang muncul dan sektor teknologi terkait di negara bagian tersebut. Quantum News Briefs membagikan poin-poin penting dari pengumuman di bawah ini.
Proyek yang dipimpin oleh Northeastern akan membangun kemitraan baru dan memanfaatkan beberapa kemitraan yang sedang berjalan dengan institusi akademik dan mitra industri. Tujuannya adalah untuk mengembangkan teknologi kuantum generasi berikutnya, meningkatkan pelatihan dalam ilmu dan teknik informasi kuantum untuk pelajar dan pekerja, dan membangun kemitraan yang lebih besar antara industri dan pemerintah seputar penginderaan kuantum dan teknologi terkait.
Penghargaan baru, dari program Collaborative Research and Development Matching Grant Persemakmuran yang dikelola oleh Innovation Institute di Massachusetts Technology Collaborative (MassTech), akan memajukan ilmu informasi kuantum, area fokus prioritas untuk R&D Fund. Investasi yang ditargetkan memiliki potensi kuat untuk dampak ekonomi jangka pendek, termasuk penciptaan lapangan kerja baru dan pertumbuhan pendapatan di mitra industri, beberapa di antaranya hadir dalam pengumuman hari Rabu.
Hibah tersebut akan mendukung pengembangan ultrasensitif baru, sensor kuantum suhu kamar, fasilitas yang akan memberikan kemampuan vital dan unik di negara bagian. Dengan berfokus pada sensor, yang secara teknis tidak terlalu menuntut daripada mengembangkan seluruh komputer kuantum, Northeastern melakukan penelitian yang menyediakan jalur layak untuk komersialisasi dalam dua hingga lima tahun ke depan.
Proyek ini akan mencakup fokus yang kuat pada pelatihan tenaga kerja, menanggapi meningkatnya kebutuhan akan pekerja yang melek ilmu informasi kuantum. Lihat rilis berita lengkap di sini.
*****
Baterai kuantum baru yang stabil dapat dengan andal menyimpan energi dalam medan elektromagnetik
Teknologi kuantum membutuhkan energi untuk beroperasi. Pertimbangan sederhana ini telah mengarahkan para peneliti, dalam sepuluh tahun terakhir, untuk mengembangkan gagasan baterai kuantum, yang merupakan sistem mekanika kuantum yang digunakan sebagai perangkat penyimpanan energi. Di masa lalu, para peneliti di Center for Theoretical Physics of Complex Systems (PCS) di dalam Institut Ilmu Pengetahuan Dasar (IBS), Korea Selatan telah mampu memberikan batasan ketat pada kemungkinan kinerja pengisian baterai kuantum. Secara khusus, mereka menunjukkan bahwa kumpulan baterai kuantum dapat menghasilkan peningkatan besar dalam kecepatan pengisian daya dibandingkan dengan protokol pengisian daya klasik. Ini berkat efek kuantum, yang memungkinkan sel-sel dalam baterai kuantum diisi secara bersamaan.
Terlepas dari pencapaian teoretis ini, realisasi eksperimental baterai kuantum masih langka. Satu-satunya contoh tandingan terkenal baru-baru ini menggunakan kumpulan sistem dua tingkat (sangat mirip dengan qubit yang baru saja diperkenalkan) untuk tujuan penyimpanan energi, dengan energi disediakan oleh medan elektromagnetik (laser).
Mengingat situasi saat ini, jelas sangat penting untuk menemukan platform kuantum yang baru dan lebih mudah diakses yang dapat digunakan sebagai baterai kuantum. Dengan motivasi ini, para peneliti dari tim PCS IBS yang sama, bekerja sama dengan Giuliano Benenti (University of Insubria, Italia), baru-baru ini memutuskan untuk meninjau kembali sistem mekanika kuantum yang telah banyak dipelajari di masa lalu: micromaser. Micromaser adalah sistem di mana seberkas atom digunakan memompa foton ke dalam rongga. Sederhananya, micromaser dapat dianggap sebagai konfigurasi specular untuk model eksperimental baterai kuantum yang disebutkan di atas: energi disimpan ke dalam medan elektromagnetik, yang diisi oleh aliran qubit yang berinteraksi secara berurutan dengannya.
Peneliti IBS PCS dan kolaboratornya menunjukkan bahwa mikromaser memiliki fitur yang memungkinkannya berfungsi sebagai model baterai kuantum yang sangat baik. Salah satu perhatian utama saat mencoba menggunakan medan elektromagnetik untuk menyimpan energi adalah bahwa pada prinsipnya, medan elektromagnetik dapat menyerap energi dalam jumlah yang sangat besar, berpotensi jauh lebih banyak daripada yang diperlukan.
*****
Sandra K. Helsel, Ph.D. telah meneliti dan melaporkan teknologi perbatasan sejak tahun 1990. Dia memiliki gelar Ph.D. dari Universitas Arizona.
