berebeja.com – Hadiah nobel untuk fisika tahun ini dianugerahkan kepada trio ilmuwan yang wawasannya tentang dasar-dasar mekanika kuantum telah memasuki era baru teknologi; komputer kuantum, jaringan kuantum, dan kriptografi kuantum. Semuanya bermula pada eksperimen yang dilakukan selama beberapa dekade oleh Alain Aspect, John Clauser, dan Anton Zeilinger.
Pekerjaan mereka berkisar pada fenomena yang disebut belitan kuantum, di mana dua atau lebih partikel menjadi berkorelasi satu sama lain sehingga mereka berperilaku seolah-olah mereka adalah unit tunggal. Ini mengarah pada efek yang berlawanan—mengubah sifat satu partikel dalam pasangan terjerat, misalnya, akan segera mengubah yang lain, tidak peduli seberapa jauh jarak partikelnya. Mereka bisa berada tepat di sebelah satu sama lain, atau di ujung galaksi yang berlawanan.
Albert Einstein—yang bukan penggemar sifat probabilistik mekanika kuantum—menggambarkan keterjeratan sebagai “aksi seram di kejauhan”. Dia dan yang lainnya khawatir bahwa itu tampaknya melanggar aturan relativitas khusus, yang menetapkan bahwa tidak ada yang bisa bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya. Jika partikel terjerat dipisahkan oleh jarak yang sangat jauh, bagaimana mungkin informasi dapat berjalan diantaranya dengan instan?
Pada tahun 1935, Einstein dan dua rekannya, Boris Podolsky dan Nathan Rosen, mengusulkan eksperimen pemikiran (selanjutnya dikenal sebagai “Paradoks EPR”) untuk menyelidiki apakah perilaku aneh yang terlihat dalam keterjeratan menyiratkan bahwa mekanika kuantum bukanlah deskripsi lengkap realitas. Mungkin partikel juga membawa informasi tersembunyi, yang tidak dijelaskan oleh mekanika kuantum, tentang bagaimana mereka mungkin berperilaku selama percobaan atau ketika mereka diukur. Pada tahun 1964, John Stewart Bell, seorang fisikawan di Cern, Jenewa, mengembangkan Paradoks EPR lebih lanjut dan menghasilkan prediksi yang dapat diuji untuk menentukan apakah “variabel tersembunyi” benar-benar ada atau tidak.
Hampir satu dekade kemudian, John Clauser membangun eksperimen pertama untuk menguji ide Bell dan hasilnya sesuai dengan prediksi mekanika kuantum dan menunjukkan bahwa variabel tersembunyi Einstein mungkin tidak ada. Percobaan tersebut masih rumpang, kemudian ditutup pada awal 1980-an oleh Alain Aspect, seorang mahasiswa pascasarjana di Universitas Paris-Sud di Orsay, Prancis. Dengan menyempurnakan dan meningkatkan eksperimen Dr. Clauser, Dr. Aspect menempatkan paku terakhir di peti mati variabel tersembunyi Einstein.
Pemenang ketiga, Anton Zeilinger dari Universitas Wina, telah menghabiskan puluhan tahun mencari cara untuk memanfaatkan keterjeratan kuantum. Pada tahun 1997 ia menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk mentransfer informasi antar partikel, sebuah proses yang disebut “teleportasi kuantum”. Dia juga mendemonstrasikan bahwa dua pasang partikel yang terjerat dapat berinteraksi dengan cara yang menarik—menggabungkan satu partikel dari setiap pasangan yang terjerat dan dua partikel yang tersisa (yang belum pernah bersentuhan) akan menjadi terjerat.
Memanipulasi keadaan kuantum sistem partikel terjerat telah menjadi dasar teknologi seperti komputasi kuantum dan enkripsi kuantum. Dibangun di atas karya pemenang fisika tahun ini, sinyal yang terdiri dari foton terjerat (partikel cahaya) telah dikirim melalui serat optik sepanjang beberapa kilometer dan bahkan telah ditransmisikan antara tanah dan satelit yang mengorbit ratusan kilometer di atas Bumi.
“Ilmu informasi kuantum adalah bidang yang dinamis dan berkembang pesat, ia memiliki implikasi luas dan potensial di berbagai bidang seperti transfer informasi yang aman, komputasi kuantum, dan teknologi penginderaan,” kata Eva Olsson, anggota komite pemberian hadiah fisika dari Akademi Kerajaan Swedia Ilmu Sains. “Prediksinya telah membuka pintu ke dunia lain.”
Setelah pengumuman pemenang, Dr Zeilinger mengatakan bahwa dia terkejut menerima telepon dari akademi satu jam sebelumnya. “Saya masih agak terkejut,” katanya, “tapi ini kejutan yang sangat positif.”
Sumber: The Economist
