Courtesy of InterestingEngineering

Simulasi Partikel Subatom dengan Qudits Buka Jalan Baru di Fisika Kuantum

25 Mar 2025, 20.23 WIB

182 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penggunaan qudit memungkinkan representasi yang lebih akurat dari medan kuantum.
Penelitian ini membuka kemungkinan baru untuk memahami interaksi partikel dalam dua dimensi.
Komputasi kuantum memiliki potensi besar untuk menjawab pertanyaan mendasar dalam fisika.

Model standar fisika partikel adalah teori yang menjelaskan partikel dan gaya dasar di alam semesta. Model ini menggambarkan bagaimana materi dan antimateri berinteraksi melalui gaya fundamental, seperti gaya elektromagnetik. Penelitian tentang interaksi ini sulit dilakukan karena memerlukan energi tinggi, sehingga para ilmuwan menggunakan simulasi komputer untuk mempelajari teori medan kuantum. Baru-baru ini, peneliti dari Universitas Innsbruck dan Universitas Waterloo mengembangkan pendekatan baru menggunakan komputer kuantum dengan konsep "qudit," yang dapat menyimpan lebih banyak informasi dibandingkan qubit.

Dalam penelitian ini, para ilmuwan menggunakan qudit yang dapat berada dalam lima keadaan sekaligus, memungkinkan mereka untuk mempelajari perilaku partikel subatom dengan lebih akurat. Mereka berhasil mengamati interaksi elektromagnetik antara partikel bermuatan dalam dua dimensi, yang sebelumnya hanya bisa dilakukan dalam satu dimensi. Penelitian ini membuka kemungkinan baru untuk memahami interaksi dasar di dunia tiga dimensi kita dan dapat membantu mempelajari gaya nuklir yang mengikat inti atom.

--------------------

Analisis Kami: Pendekatan menggunakan qudits benar-benar membuka era baru dalam simulasi medan kuantum yang selama ini terbatas oleh qubits tradisional, terutama untuk studi yang kompleks seperti fisika partikel. Meski masih awal, integrasi perangkat keras dan algoritma khusus yang dilakukan oleh dua universitas ini sangat menjanjikan untuk melampaui batasan teknologi kuantum saat ini.

--------------------

Analisis Ahli:

Martin Ringbauer: Teknologi kuantum yang melibatkan qudits akan sangat mempercepat pemahaman kita tentang interaksi fundamental, khususnya di bidang fisika partikel yang selama ini sulit disentuh dengan metode klasik.

--------------------

What's Next: Dengan kemajuan ini, dalam waktu dekat simulasi kuantum menggunakan qudits akan mampu merepresentasikan interaksi partikel dalam tiga dimensi, sehingga memungkinkan penemuan baru dalam fisika partikel dan interaksi fundamental yang lebih kompleks.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/news/quantum-computing-subatomic-particles-quantum-field-theory

Pertanyaan Terkait

Apa itu qudit dan bagaimana perbedaannya dengan qubit?

Qudit adalah ekstensi dari qubit yang dapat menyimpan lebih banyak informasi, dengan kemampuan untuk berada dalam superposisi dari tiga atau lebih keadaan.

Apa tujuan penelitian yang dilakukan oleh Universitas Innsbruck dan Universitas Waterloo?

Tujuan penelitian adalah untuk mengembangkan kerangka kerja untuk mensimulasikan partikel subatom dan interaksinya, khususnya dalam konteks elektromagnetik.

Apa yang berhasil diamati oleh peneliti dalam studi terbaru ini?

Peneliti berhasil mengamati interaksi elektromagnetik antara partikel bermuatan dalam dua dimensi dan medan magnet yang muncul di antara partikel.

Mengapa penelitian ini penting untuk memahami interaksi partikel subatom?

Penelitian ini penting karena memungkinkan studi fenomena yang tidak dapat diteliti di kolider partikel dan memberikan wawasan baru tentang fisika dasar.

Apa harapan peneliti untuk penelitian di masa depan terkait dengan gaya nuklir kuat?

Peneliti berharap dapat menggunakan lebih banyak qudit untuk mempelajari gaya nuklir kuat yang mengikat inti atom.