Courtesy of InterestingEngineering

Inovasi Chip Kuantum Terpadu Pertama dengan Teknologi Semikonduktor Standar

Membangun chip terintegrasi elektronik-fotonik-kuantum pertama di dunia menggunakan proses manufaktur chip standar yang mampu menghasilkan dan menstabilkan sumber cahaya kuantum secara real time.

15 Jul 2025, 06.05 WIB

212 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Chip kuantum terintegrasi ini merupakan langkah maju dalam pembangunan sistem kuantum praktis.
Penerapan teknologi CMOS dalam pengembangan chip kuantum menunjukkan potensi besar untuk inovasi di bidang semikonduktor.
Sistem kontrol waktu nyata yang tertanam dalam chip memberikan solusi untuk tantangan stabilitas dalam proses generasi cahaya kuantum.

Boston, Amerika Serikat - Para peneliti dari Boston University, UC Berkeley, dan Northwestern University berhasil mengembangkan chip pertama di dunia yang mengintegrasikan elektronik, fotonik, dan teknologi kuantum pada satu platform. Ini merupakan kemajuan besar dalam mewujudkan sistem kuantum praktis.

Chip ini dibuat menggunakan proses manufaktur CMOS 45-nanometer standar, yang biasa digunakan di industri semikonduktor. Hal ini memungkinkan produksi massal dan pengendalian kualitas yang lebih baik terhadap teknologi kuantum yang sangat sensitif.

Di dalam chip terdapat 12 sumber cahaya kuantum yang berukuran sangat kecil, menggunakan resonator mikro untuk menghasilkan pasangan foton berkorelasi. Foton ini penting untuk penerapan teknologi komputasi kuantum dan komunikasi yang aman.

Untuk menjaga kestabilan proses kuantum di chip, para peneliti mengintegrasikan sistem kontrol real-time menggunakan foto-dioda dan pemanas yang langsung tertanam pada chip. Ini mengatasi masalah ketidakstabilan akibat perubahan suhu dan variasi produksi.

Penelitian ini membuka kemungkinan baru untuk pembuatan sistem kuantum yang dapat dikontrol dan diproduksi secara massal menggunakan teknologi chip komersial. Beberapa mahasiswa yang terlibat juga telah melanjutkan karier mereka di perusahaan terkemuka di bidang kuantum.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/worlds-first-quantum-light-factory-chip

Analisis Kami

"Inovasi ini merupakan terobosan penting yang menunjukkan bahwa manufaktur chip komersial dapat menopang sistem kuantum yang kompleks dan stabil, yang selama ini menjadi kendala besar dalam skala besar. Namun, tantangan di masa depan adalah bagaimana mengoptimalkan performa dan mengurangi biaya produksi agar lebih mudah diakses oleh industri luas."

Analisis Ahli

Miloš Popović

"Menekankan pentingnya pencapaian ini sebagai langkah kritis menuju pembuatan sistem kuantum yang dapat direplikasi dan dikendalikan di pabrik chip komersial."

Anirudh Ramesh

"Menyoroti sistem kontrol real-time yang diintegrasikan di chip sebagai kunci untuk kestabilan dan skalabilitas sistem kuantum."

Imbert Wang

"Membahas kesulitan mendesain perangkat fotonik yang memenuhi standar ketat proses CMOS sambil mempertahankan fungsi optik kuantum."

Prediksi Kami

Teknologi chip kuantum terintegrasi dengan elektronik dan fotonik yang stabil ini akan mempercepat pengembangan perangkat kuantum komersial, memperluas penggunaan kuantum dalam komputasi, komunikasi, dan sensor pada dekade berikutnya.

Pertanyaan Terkait

Apa yang telah dilakukan oleh peneliti dari Boston University, UC Berkeley, dan Northwestern University?

Peneliti dari Boston University, UC Berkeley, dan Northwestern University telah membangun chip kuantum terintegrasi pertama di dunia yang menggabungkan sumber cahaya kuantum dengan elektronik stabilisasi.

Mengapa chip kuantum ini penting untuk masa depan?

Chip ini penting karena dapat menghasilkan pasangan foton yang berkorelasi, yang sangat diperlukan untuk komputasi kuantum, penginderaan, dan komunikasi yang aman.

Bagaimana cara kerja sumber cahaya kuantum pada chip ini?

Sumber cahaya kuantum pada chip ini bekerja dengan memanfaatkan resonator mikroring yang menghasilkan pasangan foton ketika diberi cahaya laser.

Apa tantangan yang dihadapi dalam pengembangan chip kuantum ini?

Tantangan dalam pengembangan chip ini termasuk menjaga keseimbangan antara desain fotonik yang memenuhi persyaratan optik kuantum dan batasan ketat dari platform CMOS komersial.

Apa dampak dari penelitian ini bagi industri semikonduktor?

Penelitian ini membuka peluang untuk membangun sistem kuantum yang dapat diulang dan terkendali di pabrik semikonduktor komersial.