Para peneliti telah menggunakan superposisi kuantum untuk membantu qubit melanggar batas kuantum mendasar, memungkinkan mereka mempertahankan informasi lima kali lebih lama. Terobosan ini melibatkan sistem tiga qubit yang menunjukkan korelasi ekstrem sepanjang waktu. Temuan ini dapat meningkatkan aplikasi komputasi kuantum dan metrologi.
Para fisikawan telah lama memperdebatkan batas antara dunia kuantum dan klasik, dengan uji kunci yang dikembangkan oleh Anthony Leggett dan Anupam Garg pada 1985 untuk menilai perilaku kuantum melalui korelasi temporal. Korelasi ini mengukur seberapa kuat sifat objek pada waktu yang berbeda berhubungan, dengan objek kuantum menunjukkan skor yang sangat tinggi. Namun, skor tersebut diyakini dibatasi oleh batas Tsirelson temporal (TTB), batas yang bahkan tidak bisa dilampaui sistem kuantum. Tim yang dipimpin Arijit Chatterjee di Indian Institute of Science Education and Research di Pune menantang hal ini. Menggunakan molekul berbasis karbon yang mengandung tiga qubit—unit dasar komputer kuantum—mereka mengonfigurasi sistem untuk melampaui TTB secara dramatis. Qubit pertama mengendalikan qubit kedua, atau target, melalui keadaan superposisi kuantum, secara efektif membuatnya berperilaku dua cara bertentangan sekaligus, seperti berputar searah dan berlawanan jarum jam. Qubit ketiga kemudian mengukur sifat target. Pengaturan ini menghasilkan salah satu pelanggaran terbesar yang mungkin terhadap TTB. Akibatnya, qubit target menahan dekohorensi—kehilangan informasi kuantum seiring waktu—lima kali lebih lama dari biasanya. Chatterjee mencatat bahwa “ketahanan ini diinginkan dan berguna dalam situasi apa pun di mana qubit harus dikendalikan dengan presisi, seperti untuk komputasi.” Anggota tim H. S. Karthik dari University of Gdansk di Polandia menyoroti aplikasi dalam metrologi kuantum, mengatakan ada “prosedur... yang dapat ditingkatkan oleh jenis kendali qubit ini,” seperti penginderaan presisi medan elektromagnetik. Le Luo dari Sun Yat-Sen University di China memuji pekerjaan tersebut karena memperluas pemahaman tentang perilaku temporal kuantum, karena pelanggaran ekstrem TTB menunjukkan kuantumitas mendalam dalam sistem. Karthik menambahkan bahwa itu “adalah bukti kuat tentang seberapa banyak kuantumitas yang ada dalam seluruh sistem tiga qubit.” Penelitian ini muncul di Physical Review Letters (DOI: 10.1103/vydp-9qqq).
