Material kuantum suhu ruang tercipta dari atom emas

Ilmuwan telah menciptakan material kuantum pertama yang beroperasi pada suhu ruang, menggunakan atom emas untuk membentuk struktur yang menyaring cahaya berdasarkan sifat kuantumnya. Material yang disebut metacrystal plasmonik statistik kuantum ini dikembangkan oleh tim di Universitas Cambridge dan dilaporkan dalam jurnal Nature. Terobosan ini dapat mengarah pada teknologi kuantum praktis yang tidak memerlukan sistem pendingin yang mahal.

Material ini mempengaruhi cahaya dengan cara yang mirip dengan bagaimana semikonduktor mengontrol elektron, memilah foton berdasarkan statistik kuantumnya. Ini berarti material dapat membedakan antara berbagai jenis cahaya kuantum, seperti foton tunggal dan pasangan foton. Pencapaian ini signifikan karena material kuantum sebelumnya hanya bekerja pada suhu yang sangat rendah, membatasi aplikasi dunia nyata mereka.

Para peneliti membangun metacrystal dengan menyusun nanopartikel emas menjadi kisi yang presisi. Ketika cahaya mengenai struktur tersebut, ia berinteraksi dengan plasmon—osilasi kolektif elektron—untuk menghasilkan efek kuantum pada suhu ruang. Tim mendemonstrasikan bahwa material dapat menyaring cahaya berdasarkan apakah ia berkelompok atau anti-berkelompok, sebuah sifat kuantum kunci.

Perkembangan ini membuka pintu bagi perangkat kuantum seperti sensor, sistem komunikasi, dan komputer yang dapat beroperasi di lingkungan sehari-hari. Langkah selanjutnya melibatkan penyempurnaan material dan eksplorasi penggunaannya dalam sirkuit kuantum praktis. Para peneliti percaya pendekatan ini dapat diperluas ke logam dan struktur lain, berpotensi mengarah pada kelas baru material kuantum suhu ruang.