Courtesy of InterestingEngineering

Mengubah Prinsip Ketidakpastian Heisenberg untuk Sensor Kuantum Ultra Presisi

Mengembangkan metode baru untuk mengatasi keterbatasan ketidakpastian Heisenberg agar sensor kuantum dapat mengukur posisi dan momentum dengan presisi lebih tinggi, yang berpotensi meningkatkan teknologi navigasi, pengobatan, dan penelitian fisika.

26 Sep 2025, 04.40 WIB

310 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini menunjukkan cara baru untuk mengatasi ketidakpastian kuantum.
Sensor kuantum yang lebih presisi dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk navigasi dan medis.
Pendekatan ini memberikan alat tambahan dalam pengukuran kuantum yang dapat melengkapi metode yang sudah ada.

Sydney , Australia - Prinsip ketidakpastian Heisenberg menyatakan bahwa tidak mungkin mengukur posisi dan momentum partikel secara bersamaan dengan akurasi sempurna. Hal ini menjadi kendala dalam pengembangan teknologi sensor yang sangat presisi, seperti yang diperlukan dalam navigasi di lingkungan tertutup tanpa GPS, pencitraan medis, dan penelitian fisika.

Para ilmuwan dari University of Sydney menemukan cara untuk 'mengalihkan' ketidakpastian yang tidak bisa dihilangkan dengan memindahkannya ke bagian yang kurang penting dalam pengukuran, sehingga bagian yang ingin diukur bisa dideteksi dengan presisi lebih tinggi. Mereka menggunakan analogi jam dengan satu jarum untuk menjelaskan konsep ini.

Eksperimen dilakukan dengan menggunakan ion terperangkap yang digerakkan seperti pendulum kuantum dan mempersiapkan ion tersebut dalam 'grid states' – keadaan kuantum yang diciptakan untuk komputasi kuantum kesalahan-terkoreksi. Dengan cara ini, mereka mampu mengukur posisi dan momentum secara bersamaan dengan presisi di luar batas standar sensor klasik.

Temuan ini tidak menggantikan teknologi sensor yang sudah ada, melainkan menambahkan metode baru yang dapat digunakan bersama untuk meningkatkan sensitivitas pengukuran sinyal kecil. Aplikasi potensialnya meliputi navigasi bawah laut, ruang angkasa, pencitraan medis, dan studi fisika fundamental.

Meski masih dalam tahap laboratorium, penelitian ini membuka jalan bagi pengembangan sensor kuantum ultra-presisi di masa depan yang bisa digunakan dalam berbagai bidang, memberikan kemampuan baru dalam mendeteksi perubahan kecil yang sebelumnya sulit diukur.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/ultra-precise-quantum-sensors-possible

Analisis Ahli

Dr Tingrei Tan

"Mengalihkan ketidakpastian quantum ke aspek yang kurang penting memungkinkan pengukuran yang lebih detail tanpa melanggar prinsip dasar fisika kuantum."

Dr Christophe Valahu

"Dengan menggunakan 'grid states', kami dapat melewati batas presisi pengukuran yang sebelumnya hanya mungkin secara klasik, membuka potensi besar untuk sensor masa depan."

Analisis Kami

"Metode ini merupakan lompatan penting dalam pemahaman dan pemanfaatan prinsip ketidakpastian Heisenberg dengan mengoptimalkan distribusi ketidakpastian, bukan menghilangkannya, sehingga membuka jalan baru bagi sensor kuantum yang lebih sensitif. Namun, tantangan dalam penerapan praktis dan skala besar masih harus diatasi sebelum teknologi ini bisa digunakan secara luas."

Prediksi Kami

Dalam waktu dekat, teknologi sensor kuantum berbasis metode ini akan berkembang dan digunakan untuk aplikasi nyata seperti navigasi bawah laut yang presisi, pencitraan medis yang lebih akurat, dan pengamatan fenomena fisika kecil yang sebelumnya sulit dideteksi.