Para ilmuwan dari Aalto University di Finlandia berhasil mencatat pencapaian penting dalam dunia fisika kuantum. Untuk pertama kalinya, mereka berhasil menghubungkan kristal waktu (time crystal) dengan sistem eksternal. Temuan ini membuka peluang besar bagi perkembangan komputer kuantum dan sensor berpresisi tinggi di masa depan.
Apa itu Kristal Waktu?
Kristal waktu pertama kali diperkenalkan oleh Frank Wilczek, peraih Nobel Fisika tahun 2012. Ia berteori bahwa sistem kuantum, seperti sekumpulan partikel, bisa membentuk pola berulang bukan dalam ruang, melainkan dalam waktu. Kristal waktu memiliki keadaan energi terendah yang terus bergerak secara berulang tanpa membutuhkan energi dari luar. Dalam teori, bagian-bagian kristal waktu dapat bergerak terus-menerus tanpa kehilangan energi, mirip mesin dengan gerak abadi.
Eksperimen pertama yang membuktikan keberadaan kristal waktu dilakukan pada tahun 2016. Beberapa tahun kemudian, tim ilmuwan dari Stanford, Google Quantum AI, Max Planck Institute, dan Oxford University menciptakan kristal waktu menggunakan perangkat keras kuantum Google Sycamore. Penelitian lain dari Delft University of Technology di Belanda juga menemukan kristal waktu di dalam berlian.
Terobosan dari Finlandia
Kini, tim dari Aalto University yang dipimpin oleh Jere Mäkinen berhasil melakukan hal yang belum pernah dilakukan sebelumnya: menghubungkan kristal waktu dengan sistem eksternal. Penelitian ini dipublikasikan di jurnal Nature Communications.
Dalam eksperimen tersebut, para peneliti menggunakan gelombang radio untuk memompa magnons—sekumpulan partikel yang berperilaku seperti partikel tunggal—ke dalam superfluida helium-3 pada suhu mendekati nol mutlak. Setelah pompa dimatikan, magnons membentuk kristal waktu yang terus bergerak hingga 108 siklus atau beberapa menit sebelum akhirnya meredup.
Selama proses itu, kristal waktu terhubung dengan osilator mekanik di sekitarnya. Hubungan ini ditentukan oleh frekuensi dan amplitudo osilator tersebut. Mäkinen menjelaskan bahwa perubahan frekuensi kristal waktu memiliki kemiripan dengan fenomena optomekanik yang umum digunakan dalam fisika, termasuk dalam deteksi gelombang gravitasi di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) di Amerika Serikat.
Langkah Besar Menuju Era Komputer Kuantum Baru
Menurut Mäkinen, kristal waktu dapat bertahan jauh lebih lama dibandingkan sistem kuantum yang digunakan saat ini dalam komputer kuantum. Hal ini berarti, di masa depan, kristal waktu bisa menjadi sumber tenaga bagi sistem memori komputer kuantum yang lebih stabil dan efisien.
Selain itu, kristal waktu juga berpotensi digunakan sebagai frequency comb, yaitu alat pengukur frekuensi yang sangat sensitif dan akurat. Dengan potensi tersebut, kristal waktu dapat meningkatkan kemampuan komputasi dan penginderaan kuantum secara drastis.
Penelitian ini tidak hanya menjadi tonggak sejarah dalam dunia fisika kuantum, tetapi juga membuka jalan bagi era baru teknologi komputasi yang lebih kuat dan presisi tinggi.