Ragamutama.com – Bayangkan ponsel pintar atau laptop Anda bisa bekerja 1.000 kali lebih cepat. Kedengarannya seperti fiksi ilmiah, bukan? Namun, temuan terbaru dari para ilmuwan menunjukkan bahwa masa depan ini mungkin lebih dekat dari yang kita kira.
Dalam sebuah studi terobosan yang dipublikasikan di Nature Physics, sekelompok peneliti dari berbagai institusi di Amerika Serikat berhasil mengendalikan sifat elektronik dari material kuantum secara instan menggunakan teknik suhu yang cermat. Penemuan ini membuka pintu bagi terciptanya prosesor komputer super cepat yang berpotensi merevolusi perangkat elektronik sehari-hari.
Material Kuantum: Dunia Aneh di Balik Teknologi
Material kuantum adalah bahan yang menunjukkan perilaku dan sifat unik yang dikendalikan oleh mekanika kuantum — dunia fisika yang sangat berbeda dari hukum klasik yang biasa kita kenal.
Dalam studi ini, para peneliti menggunakan material berlapis bernama 1T-TaS2, yang mampu berganti keadaan dari konduktor (mengalirkan listrik) ke insulator (menghambat listrik) dalam sekejap. Kemampuan ini sangat penting karena inti dari teknologi transistor — jantung dari setiap chip komputer — bergantung pada kemampuan mengalirkan dan menghentikan aliran listrik.
“Setiap orang yang pernah menggunakan komputer pasti pernah berharap kinerja alatnya bisa lebih cepat,” ujar fisikawan Gregory Fiete dari Northeastern University.
Mengendalikan Cahaya untuk Mengendalikan Elektron
Apa yang membuat terobosan ini luar biasa adalah pendekatan yang digunakan: mengendalikan material dengan cahaya.
“Tidak ada yang lebih cepat dari cahaya, dan kami menggunakan cahaya untuk mengendalikan sifat material pada kecepatan maksimum yang diizinkan oleh hukum fisika,” jelas Fiete.
Proses ini disebut thermal quenching — manipulasi cepat suhu untuk menciptakan perubahan keadaan elektronik. Sebelumnya, perubahan semacam ini hanya bisa dilakukan pada suhu kriogenik (sangat dingin) dan hanya berlangsung dalam hitungan detik. Kini, para peneliti berhasil melakukannya pada suhu yang lebih praktis dan bisa bertahan selama berbulan-bulan.
Satu Material, Dua Fungsi
Biasanya, perangkat elektronik membutuhkan material konduktor dan insulator yang berbeda, yang kemudian dihubungkan dalam sirkuit kompleks. Namun, teknologi ini memungkinkan satu material tunggal yang bisa beralih fungsi sesuai kebutuhan, hanya dengan perubahan suhu yang sangat cepat — atau bahkan dengan pancaran cahaya.
“Tantangan besarnya adalah: bagaimana cara mengendalikan sifat material secara sesuka hati?” kata Fiete. “Kami ingin kendali setinggi mungkin, dengan hasil yang sangat pasti dan cepat — karena itulah yang bisa diterapkan dalam perangkat nyata.”
Selama beberapa dekade terakhir, kita mengandalkan semikonduktor berbahan silikon untuk semua perangkat elektronik. Tapi, teknologi silikon kini mulai mendekati batas fisiknya. Karena itu, para ilmuwan dan produsen teknologi mulai mencari alternatif.
Temuan dalam riset ini belum bisa langsung diaplikasikan dalam gadget kita hari ini. Namun, ia membuka jalan baru menuju teknologi komputasi yang berbeda — dengan potensi lompatan performa luar biasa di masa depan.
“Kita berada di titik di mana, untuk mendapatkan peningkatan besar dalam penyimpanan informasi atau kecepatan operasi, kita butuh paradigma baru,” ungkap Fiete.
“Komputasi kuantum adalah salah satu jalannya, dan jalur lainnya adalah inovasi dalam material. Inilah yang menjadi inti dari penelitian ini.”
Jika teknologi ini terus dikembangkan, bisa jadi dalam beberapa dekade ke depan kita akan melihat laptop dan smartphone yang kecepatannya ribuan kali lipat dari sekarang — dan semuanya dimungkinkan oleh sebuah material mungil bernama 1T-TaS2.
Dengan terus berkembangnya riset di bidang material kuantum, kita sedang melangkah menuju revolusi berikutnya dalam dunia elektronik — dunia di mana cahaya, bukan lagi listrik, menjadi penguasa utama dalam mengendalikan informasi.
