PARA peneliti berhasil melacak pergerakan muatan pecahan elektron dalam lapisan karbon super tipis (grafena) dan menyaksikan fenomena unik: partikel tersebut kembali dengan ritme interferensi yang konsisten. Penemuan ini memperkuat bukti adanya partikel kuantum yang kondisi kolektifnya mampu menyimpan catatan atau "memori" dari interaksi sebelumnya.
Sinyal ritmis tersebut berasal dari sirkuit grafena yang dibuat Dr Yuval Ronen, seorang fisikawan materi terkondensasi di Weizmann Institute of Science (WIS). Melalui sirkuit ini, para ilmuwan dapat mengendalikan gerak kuantum menggunakan elektroda, sebuah langkah krusial untuk masa depan komputer kuantum.
Kejutan Muatan Setengah ElektronDalam kondisi suhu ekstrem dingin dan medan magnet yang sangat kuat, elektron dapat mengatur diri menjadi pola baru yang membawa muatan dalam bentuk pecahan. Fenomena ini dikenal sebagai efek Hall kuantum fraksional.
Baca juga : Kecepatan Cahaya Einstein Teruji Lagi, Eksperimen Gamma Ray Buktikan Teori Relativitas Tetap Kokoh
Fisikawan menyebut eksitasi mirip partikel ini sebagai "anyon". Namun, tim Dr. Ronen menemukan sesuatu yang mengejutkan. Alih-alih muatan seperempat elektron yang diperkirakan sebelumnya, gelombang yang mengorbit tersebut tampak seperti setengah elektron.
"Dalam eksperimen kami, kami berhasil mengukur pecahan elektron dengan penyebut genap," ujar Ronen.
Sinyal setengah muatan ini mengindikasikan adanya dua partikel yang bergerak bersama secara berpasangan, sebuah petunjuk kuat menuju perilaku partikel non-Abelian.
Baca juga : Ilmuwan Temukan Cara Baru untuk Memperkuat Cahaya Lewat Dunia Kuantum
Penyimpanan Informasi yang Kebal GangguanApa yang membuat partikel non-Abelian begitu istimewa? Jawabannya terletak pada "memori" dan ketahanannya terhadap gangguan. Pada komputer kuantum biasa, informasi sangat rentan terhadap panas atau cacat material yang dapat mengacaukan data.
Namun, pada anyon non-Abelian, informasi tidak disimpan di satu titik lokal, melainkan tersebar dalam pola sistemik (topologi) yang dilindungi oleh struktur globalnya.
"Pada anyon non-Abelian, pertukaran posisi meninggalkan jejak pada bentuk fungsi gelombang. Informasi tentang urutan pertukaran disimpan bukan secara lokal, melainkan dalam fungsi gelombang seluruh sistem," tambah Ronen.
Artinya, urutan pertukaran posisi partikel-partikel ini dapat menulis ulang pola sistem, sehingga sistem tersebut "mengingat" sejarah interaksinya. Penyimpanan non-lokal ini membuat informasi jauh lebih sulit dihapus oleh getaran atau gangguan luar.
Menuju Masa Depan "Braiding"Meskipun hasil eksperimen ini sangat menjanjikan, para peneliti tetap berhati-hati. Pola interferensi saja belum cukup untuk membuktikan identitas non-Abelian secara penuh. Langkah selanjutnya adalah melakukan "braiding" atau menukar posisi partikel dalam urutan yang berbeda untuk memverifikasi apakah sistem benar-benar menyimpan memori tersebut.
Jika urutan pertukaran ini meninggalkan tanda interferensi yang berbeda, para insinyur dapat mulai merancang elemen logika komputer kuantum yang jauh lebih stabil dan tahan terhadap kebisingan (noise).
Studi yang diterbitkan dalam jurnal Nature ini membawa manusia satu langkah lebih dekat untuk menguasai teknologi kuantum yang lebih efisien dan murah di masa depan. (Earth/Z-2)
