Scholar’s Advanced Technological System - MTL - Chapter 1176

Bab 1176 – Fermion Majorana dan Dekoherensi Kuantum Entanglemen Bagaimana jika energi listrik tidak melemah selama transmisi?

1176 Majorana Fermion dan Dekoherensi Quantum Entanglemen

Bagaimana jika energi listrik tidak menipis selama transmisi?

Bagaimana jika komputer memiliki kecepatan komputasi eksponensial dan akurasi sempurna?

Profesor Duncan Haldane pernah mencoba menjawab pertanyaan ini. Pada musim gugur 2016, fisikawan ini dan dua temannya memenangkan Hadiah Nobel dalam Fisika untuk “penemuan teoretis transisi fase topologi dan fase topologi materi”!

Sederhananya, melalui berbagai eksperimen yang ketat, mereka menemukan bahwa bahkan materi mikroskopis terkecil pun dapat menunjukkan sifat makroskopik dan memiliki fase topologi.

Untuk memahami apa artinya ini, diperlukan pemahaman tentang topologi.

Semua orang tahu bahwa matematikawan melihat masalah dari perspektif yang berbeda. Mereka sering melihat sesuatu berdasarkan esensinya. Topologi adalah disiplin ilmu yang mempelajari bentuk geometris dan ruang yang tetap tidak berubah melalui transformasi.

Salah satu contoh topologi paling klasik adalah bahwa cangkir kopi dan donat memiliki topologi yang sama, karena seperti halnya donat, cangkir kopi memiliki lubang di pegangannya.

Karena keduanya memiliki satu lubang, seseorang dapat mengubah donat menjadi cangkir kopi melalui proses deformasi yang halus dan sebaliknya… Meskipun ini mungkin tampak tidak dapat dipahami oleh kebanyakan orang, atau bahkan tidak dapat dijelaskan, tetapi pada kenyataannya, metode transformasi matematis ini adalah kontributor hingga banyak penemuan menarik di bidang lain.

Ini terutama benar di bidang fisika dan material, banyak penemuan menakjubkan pada 1980-an berasal dari metode topologi, yang memberikan dasar teoretis.

Untuk waktu yang lama, orang terbiasa menerapkan topologi untuk menyelesaikan masalah skala makro. Itu masih belum dikonfirmasi apakah topologi dapat digunakan untuk partikel subatomik seperti elektron dan foton.

Karena partikel kecil ini dipengaruhi oleh hukum fisika kuantum yang aneh, ukuran, posisi, dan bahkan bentuknya selalu dalam keadaan tidak pasti.

Namun, Hadiah Nobel Fisika 2016 memberikan jawaban pasti untuk pertanyaan ini.

Yaitu partikel subatomik di dunia mikroskopis ini membawa karakteristik topologi!

Teori ini jelas tidak berdampak pada kehidupan sehari-hari orang biasa, tetapi ini membuka dunia baru untuk bidang teknik elektronik!

Melalui dunia kuantum yang indah, bahan-bahan ini menunjukkan stabilitas luar biasa dan sifat luar biasa dalam fase materi khusus. Contoh yang paling umum adalah isolator topologi.

Karakteristik ini ditemukan dalam bahan graphene, yang secara langsung menyebabkan lahirnya chip berbasis karbon bahan superkonduktor SG-1.

Di sisi lain, properti ini juga mempromosikan penelitian komputasi kuantum.

Komputer kuantum menggunakan prinsip bahwa partikel subatomik dapat berada dalam keadaan yang berbeda pada saat yang sama, dan mereka dapat menyimpan informasi dalam sesuatu yang disebut bit kuantum (qubit). Karena karakteristik ini, komputer kuantum dapat memecahkan masalah secara eksponensial lebih cepat daripada komputer tradisional.

Namun, masalahnya adalah partikel subatom yang menyimpan data itu rapuh dan tidak stabil. Bahkan sedikit gangguan dapat mengubah kondisinya.

Itulah tepatnya “dekoherensi”. Dalam lingkungan mekanika kuantum, gangguan apa pun dapat mengubah atau bahkan meruntuhkan status qubit yang terjerat!

Salah satu cara untuk mengatasi masalah ini adalah dengan menggunakan teknologi pengurangan kebisingan, atau anti-interferensi, atau keduanya. Terlepas dari rute teknis mana yang diadopsi, mereka harus menemukan cara untuk menstabilkan partikel subatom.

Ini adalah salah satu masalah utama dalam penelitian dan pengembangan komputer kuantum.

Itu juga sesuatu yang sedang diteliti Lu Zhou …

Institut Jinling untuk Studi Lanjutan, laboratorium bawah tanah tingkat ketiga.

Ruang kosong yang tadinya digunakan sebagai ruang penyimpanan sampel cadangan kini diisi dengan peralatan yang baru dibeli.

Ini termasuk mesin pengukuran properti fisik multifungsi, pengukur langkah, magnetometer sampel bergetar, penguji magnetoresistance suhu tinggi dan rendah, dan Pengering Beku In Situ. Meskipun ini bukan satu set peralatan yang lengkap, itu memiliki semua yang penting.

Selain itu, selain beberapa peralatan penting untuk meneliti bahan karbon, ia juga memiliki printer 3D UV curing dengan akurasi 8 mikron. Ini terutama digunakan untuk mencetak cetakan plastik yang digunakan dalam percobaan.

Sebuah film tipis seukuran ibu jari ditempatkan dengan hati-hati di mesin deposisi atom sputtering magnetron. Lu Zhou dengan hati-hati menggunakan data dari eksperimen untuk mengatur parameter eksperimen baru di komputer.

Setelah menyelesaikan semua ini, dia akhirnya menghela nafas lega dan menekan tombol enter di keyboard.

Lampu sinyal hijau menyala. Sebuah mesin di dalam laboratorium mulai beroperasi.

Lu Zhou membawa cangkir kopinya dan duduk di kursinya. Dia melihat arlojinya dan bertanya-tanya apa yang bisa dia lakukan untuk menghabiskan waktu. Tiba-tiba, drone Xiao Ai terbang dari samping.

Xiao Ai: [Tuan, Tuan! Sesuatu yang sangat menakjubkan baru saja terjadi! (≧ω≦*)]

Lu Zhou melihat layar kecil yang melayang di udara dan bertanya, “Kamu naik level?”

Xiao Ai: [Apa? Kamu tahu? (°△°||)]

Lu Zhou: “…”

Apakah benda ini benar-benar naik level … atau turun?

Lu Zhou menghela nafas dan mengabaikan keterbelakangan buatan. Dia menutup matanya dan masuk ke dalam ruang sistem.

Akumulasi poin pengalaman kecerdasan buatan disinkronkan dengan poin pengalaman ilmu informasi. Begitu level Xiao Ai naik ke level 4, level ilmu informasinya naik dari level 4 ke level 5.

Bahkan jika dia tidak berada di ruang sistem, dia masih bisa melihat notifikasi untuk peningkatannya.

[…]

[G. Ilmu informasi: level 5 (0/300,000)]

Setelah Lu Zhou melihat panel karakteristiknya, dia menggosok dagunya.

Seperti yang dia duga, dia bisa mendapatkan poin pengalaman kecerdasan buatan dengan membiarkan Xiao Ai mengamati perilaku manusia di dunia virtual reality. Faktanya, sepertinya kecerdasan buatan bergantung pada pengetahuan sosiologis.

Namun, Lu Zhou tidak terlalu memperhatikan kemajuan Xiao Ai. Setelah memeriksa panel karakteristiknya di ruang sistem, dia kembali ke dunia nyata.

Dia membuka matanya dan menatap drone yang melayang di depannya.

Xiao Ai: [Tuan, Tuan, apakah Anda tidak akan memuji Xiao Ai? (*/ω*)]

Lu Zhou: “Ya, bagus sekali.”

Xiao Ai: [Terima kasih!]

Lu Zhou pura-pura tidak melihat teks di layar. Dia melihat arlojinya saat dia berbicara.

“… Saya pikir sudah hampir waktunya.”

Lampu pada mesin di dekatnya berubah dari hijau menjadi merah.

Lu Zhou segera berkata, “Xiao Ai, nyalakan pengering beku in situ.”

Xiao Ai: [Oke… (○`3′○)]

Meskipun Xiao Ai tampak enggan, ia tetap patuh mengikuti perintah Lu Zhou.

Lu Zhou merasa seperti teman kecilnya menjadi lebih dan lebih hidup … Hampir seperti menjadi lebih dan lebih seperti manusia?

Lu Zhou tidak yakin apakah ini hal yang baik.

Lagi pula, cara kecerdasan buatan memproses informasi dan cara otak manusia memproses informasi sama sekali berbeda. Yang satu menggunakan logika untuk menentukan emosi, sementara yang lain menggunakan emosi untuk menggerakkan logika.

Mungkin kecerdasan buatan adalah spesies baru?

Masih terlalu dini untuk mengambil kesimpulan.

Sebagai “penjaga” Xiao Ai, Lu Zhou bertanggung jawab untuk memantau pertumbuhan Xiao Ai.

Tapi sejauh ini, sepertinya si kecil masih cukup patuh. Xiao Ai berperan sebagai asisten, baik untuk kehidupan Lu Zhou maupun penelitian ilmiahnya. Xiao Ai selalu menuruti perintahnya tanpa kompromi.

Mungkin aku terlalu khawatir?

Dengan bantuan Xiao Ai, Lu Zhou memindahkan sampel chip berbasis karbon terliofilisasi dari mesin deposisi atom sputtering magnetron ke pengering beku in situ. Dia kemudian menggunakan mikroskop metalurgi untuk menganalisis film dengan cermat sebelum merekam hasil eksperimen.

Dia memiliki lebih dari 30.000 poin umum. Menurut sistem, ia membutuhkan 120.000 poin umum untuk mendapatkan satu set lengkap cetak biru untuk teknologi komputasi kuantum.

Bahkan, jumlah ini membengkak.

Jika dia membagi masalah dan menyelesaikan sebagian dari teknologi, dia dapat mengurangi biaya poin umum lebih dari 80%!

Sejauh ini, dia telah menghabiskan 20.000 poin umum untuk mengatasi beberapa hambatan penelitian utama. Dia menggunakan pengetahuannya tentang bahan karbon, isolator Mott, dan fermion Majorana untuk memecahkan beberapa masalah mendasar.

Misalnya, ia melapisi isolator topologi fermion Majorana dengan superkonduktor lebar atom tunggal. Ini tidak mempengaruhi stabilitas fermion Majorana.

Dengan menggunakan bahan fase topologi khusus, atom subatomik dapat dilindungi dari interferensi.

Pada dasarnya, qubit yang terbentuk tidak akan rusak karena gangguan kecil dan lokal. Itu jauh lebih stabil daripada qubit umum, memungkinkan komputer kuantum untuk menghitung jawaban yang diinginkan seseorang dengan cara yang lebih akurat dan efisien.

Ini menyelamatkan Lu Zhou setidaknya 100.000 poin umum.

Dengan demikian, dia bisa menggunakan poin umumnya pada masalah yang lebih sulit.

Ini adalah salah satu alasan mengapa “pengetahuan adalah kekuatan”.

Setelah dengan hati-hati menyelesaikan langkah terakhir percobaan, Lu Zhou menempatkan lapisan lembaran graphene tembus pandang pada cetakan sirkuit yang dia siapkan sebelumnya.

Dia memiliki senyum tulus di wajahnya, seolah-olah dia sedang menatap sebuah karya seni.

“Semua tes kinerja memenuhi harapan kami.

“Ini sempurna!

“Seperti yang diharapkan, fermion Majorana adalah pilihan terbaik untuk komputasi kuantum!”

Yang tersisa untuk dilakukan adalah menguji apakah 20.000 poin umum yang dia habiskan sepadan.

Saat Lu Zhou hendak menekan tombol power, jantungnya hampir berdegup kencang.

Begitu dia menekan tombol, chip komputer seperti film mulai menjalankan skrip preset. Sinyal diproses oleh rangkaian logika dan kemudian ditransmisikan ke layar. Segera, sederet karakter ditampilkan di layar.

[Halo Dunia.]

Ketika Lu Zhou melihat karakter di layar, dia mengepalkan tinjunya dan hampir melompat dari kursinya.

“Ya!”

Lu Zhou terkejut dengan reaksinya sendiri. Dia dengan cepat mulai memeriksa kondisi pengoperasian mesin.

Setelah dia melihat chip komputer “seperti film” beroperasi secara stabil dan tetap tahan terhadap keruntuhan belitan qubit, Lu Zhou akhirnya memiliki senyum meyakinkan di wajahnya.

Sepertinya kali ini…

Kita berhasil!