Makalah
Komputasi Modern
DOSEN :
Muhammad Fadly
OLEH :
MUHAMMAD MURSYID UTOMO (54417122)
ALTHOF THABIBI (50417550)
FERICK ADESAGI (52417321)
MUHAMMAD PEBRY TRIANDY (54417150)
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
UNIVERSITAS GUNADARMA
2021
Quantum Entanglement
Quantum Entanglement
Quantum Entanglement adalah fenomena mekanika kuantum dimana kuantum menyatakan bahwa dua atau lebih objek harus dideskripsikan dengan referensi antar objek, meskipun objek-objek tersebut tidaklah berkaitan secara spasial. Hal ini mengarah pada korelasi antara atribut fisik objek yang dapat diamati dari suatu sistem. Contohnya adalah mungkin untuk menyiapkan 2 partikel dalam satu kondisi kuantum seperti ketika yang satu diteliti adalah "spin up" maka yang satunya adalah "spin down" dan begitu pula seterusnya.
Fenomena Quantum Entanglement adalah salah satu fenomena paling unik di dunia Quantum Physics.Fenomena ini memungkinkan dua atom untuk mempunyai properti yang sama atau berlawanan satu sama lain, tanpa adanya interaksi diantara keduanya. Jadi meskipun jarak memisahkan dua atom itu, keduanya akan tetap terhubung seketika seolah ada sinyal yang mampu mempengaruhi keadaan mereka yang bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya.
Apakah objek yang sangat kecil juga mengikuti aturan mekanika klasik?
Isaac Newton mempelajari bahwa benda apapun yang ada di sekitar akan mengikuti mekanika klasik yaitu sesuai (dengan jarum jam). Benda atau objek yang sangat kecil tidak akan mengikuti aturan mekanika klasik melainkan akan diambil alih oleh quantum mechanic. Quantum Mechanic merupakan bahasa untuk partikel kecil seperti foton yang membuat cahaya, kemudian partikel yang ada di dalam atom, seperti proton, neutron, dan elekton.
Prinsip Quantum Number
Elektron memiliki 4 level identifikasi yang terdiri dari 4 nomor quantum. Setiap elektron dalam atom mempunyai pasangan nomor quantum yang unik. Nomor quantum sangat penting untuk menentukan konfigurasi elektron dan lokasinya pada atom. Nomor quantum memiliki 4 nomor yaitu:
n = Principle Quantum Number
l = Orbital Angular Momentum Quantum Number
ml = Magnetic Quantum Number
ms = Electron Spin Quantum Number
Spin Quantum Number
Spin merupakan nilai intrinsik dari momentum sudut partikel fundamental elektron yang mempunyai 2 kondisi spin yaitu positif (spin up) dan negatif (spin down). Ketika elektronnya spin up atau spin down, elektron tidak benar-benar berputar. Hal ini dikarenakan elektron berada di keadaan superposisi.
Superposisi
Erwin Schrödinger melakukan percobaan pada kucing yang dimasukkan ke dalam box tidak tembus cahaya dan kedap suara, bersama dengan zat radioaktif, racun pada botol kecil, dan alat perhitungan geiger. Jika zat radioaktif rusak atau membusuk, alat perhitungan geiger akan memicu pengaturan dan akan melepaskan racun yang dapat mematikan kucing. Rusaknya zat radioaktif tidak dapat diprediksi atau random. Jadi sebelum membuka box dapat dipertanyakan apakah kucing yang ada di superposisi dalam keadaan hidup atau mati. Ketika diukur barulah dapat memberikan nilai pasti apakah kucing dalam keadaan hidup atau mati. Prinsip dari spin quantum number dapat diukur untuk mengetahui apakah posisi elektron spin up atau spin down yang dalam istilah tekniknya disebut collapse of the wave function.
Apakah Quantum Entanglement Dapat Bekerja Dengan Realita?
Para Fisikiawan Niels Bohr and Werner Heisenberg berpendapat bahwa object tersebut hanya ada setelah object tersebut menjadi tekait dengan pengukuran, yang berarti seseorang perlu melakukan observasi secara eksperimen. Sampai saat itu tiba, alam hanya merupakan kemungkinan saja. Hal ini sama seperti kita tidak dapat mengatakan kucing di dalam kotak itu hidup atau mati sampai kita melihat sendiri isi kotak tersebut.
Gambar Proses Quantum Entanglement Pertama Berhasil Direkam
Fisikiawan Boris Podolsky dan Nathan Rosen melakuikan kolaborasi dengan Albert Einstein untuk melakukan sebuah eksperimen dimana 2 buah object terinteraksi dalam beberapa cara. Dan untuk pertama kalinya di dunia, tim ilmuan berhasil menangkap gambar aktual dari quantum entanglement, sebuah fenomena yang pernah dijabarkan oleh Einstein, Boris Podolsky dan Nathan Rosen pada tahun 1935.
Credit : University of Glasgow
Pasangan partikel ini disebut juga dengan pasangan Einsteini-Podolsky-Rosen (EPR), dan ketika pengukuran terhadap salah satu di antaranya, memiliki efek langsung terhadap probabilitas pengukuran yang lain, seolah-olah informasi berjalan secara instan diantara keduanya.
Ketika dua partikel yang saling berinteraksi, seperti dua foton yang kemudian dilewatkan pada pembagi cahaya (beam splitter) dan terpisahkan, akan tetap saling terhubung satu dengan yang lainnya, dan secara instan saling menyamakan kondisi fisik keduanya, berapapun jauhnya jarak yang memisahkan. Hubungan ini dikenal dengan quantum entanglement, dan peristiwa ini mendasari ilmu mekanika kuantum.
Einstein pernah mengatakan bahwa dunia mekanika kuantum itu ‘menyeramkan’ karena disini, dua partikel yang berjauhan dapat saling berinteraksi tanpa sebab, yang sangat bertentangan dengan teori relativitas khusus miliknya.
Dalam sebuah artikel yang dipublikasikan dalam the Journal Science Advances, sebuah tim fisikawan dari University of Glasgow melaporkan bahwa mereka berhasil menangkap gambaran fenomena ini untuk pertama kalinya. Foto ini memperlihatkan belitan antar dua buah foton, partikel terkecil dari cahaya. Keduanya saling berinteraksi, dan kemudian dalam waktu yang sangat singkat bersama sama saling menyamakan kondisi fisik mereka. Eksperimen ini sebenarnya telah berhasil menangkap empat gambaran dari foton dalam empat fase transisi yang berbeda. Seperti terlihat pada foto di bawah ini:
Credit: Moreau et al, Science Advances, 2019
Gambar tersebut merupakan gabungan dari beberapa gambar dari foton-foton ketika mereka melewati empat fase proses transisi.
Untuk menangkap foto ini, Paul-Antoine Moreau dan tim fisikawan memisahkan partikel foton yang terbelit dan kemudian menembakkan sebuah aliran cahaya melalui sebuah material kristal yang dikenal sebagai Barium Borate, yang memicu terjadinya proses transisi empat fase.
Credit : Moreau et al., Science Advances, 2019
Kemudian mereka menyiapkan sebuah kamera super sensitif yang mampu mendeteksi setiap foton yang lewat dan hanya akan mengambil satu gambar ketika kamera ini menangkap penampakan baik dari foton maupun pasangan ‘kembar’ partikel tersebut, sehingga akan terekam gambaran kejadian belitan (entangled) dari partikel foton.
Bagaimana Cara Quantum Entanglement Dapat Terjadi?
Ada banyak cara untuk menjerat partikel. Salah satu metode nya adalah dengan mendinginkan partikel dan menempatkannya cukup berdekatan sehingga keadaan kuantumnya bertumpukan, sehingga tidak mungkin untuk membedakan partikel yang satu dan lainnya.
Note : Ilustrasi dari kumpulan atom dengan sepadang partikel terjerat
Adapun cara lain yaitu dengan mengandalkan beberapa proses subatomik, seperti peluruhan nuklir (nuclear decay) yang dimana nantinya hal tersebut membuat proses penjeratan partikel secara otomatis. Menusur NASA, hal tersebut memungkinkan untuk membuat pasangan foton yang terjerat atau partikel cahaya dengan memisahkan satu foton dan menghasilkan sepasang foton dalam proses atau menggabungkan sepasang foton di kabel fiber-optic.
Untuk Apa Quantum Entanglement Dapat Digunakan?
Kebanyakan aplikasi Quantum Entanglement digunakan dalam hal kriptografi. Menurut Caltech Magazine, di scenario ini pengirim dan penerima membangun sebuah komunikasi link yang didalamnya terdapat sepasang partikel yang terjerat (Entangled). Pengirim dan penerima menggunakan partikel terjerat untuk menghasilkan sebuah kunci pribadi, yang mengetahui hanya mereka dan juga mereka dapat menggunakan untuk encode(menyandikan) pesan mereka. Jika seseorang mencegat sinyal dan berupaya untuk membaca isi kunci pribadi tersebut, maka yang terjadi adalah keterikatan terputus karena ada partikel tersebut mengubah keadaannya. Berarti, pengirim dan penerima akan mengetahui bahwa komunikasi mereka telah terganggu.
Apa Itu Quantum Entanglement Teleportation?
Bertentangan dengan penggunakaan kata “teleport”, quantum teleportation tidak melibatkan gerakan atau translasi partikel diri mereka sendiri. Sebagai gantinya, di quantum teleportation informasi mengenai satu keadaan kuantum dimana kuantum tersebut berpindah ke jarak yang sangat jauh dan ditiru ditempat lain. Menurut Nature News, hal tersebut dapat lebih baik apabila kita berpikir bahwa teleportasi quantum merupakan versi dari komunikasi tradisional.
Pertama, pengirim menyiapkan sebuah partikel yang berisi sebuah informasi yang dimana partikel tersebut akan ditransmisikan. Mereka mengkombinasikan keadaan quantum dengan salah satu pasangan partikel terjerat (engtangled). Hal ini mengakibatkan perubahan yang sesuai pada pasangan terjerat (entangled) lainnya.
Lalu penerima mencatat perubahan dari pasangan terjerat (entangled) dari pasangannya. Akhirnya, pengirim harus melakukan transmit melalui saluran normal, perubahan asli yang dibuat pada pasangan yang terjerat (entangled). Hal ini memperbolehkan penerima untuk melakukan konstruksi ulang keadaan quantum di lokasi yang baru.
Jenis Jenis Model Atom
Model Atom Dalton
Ilustrasi Model Atom Dalton (Sumber: haikudeck.com)
Model atom yang paling sederhana adalah model atom dalton, yang dikemukakan oleh John Dalton, seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris. Menurut model atom ini, atom merupakan bola pejal yang tidak bermuatan. Selain itu, menurut teori atom ini, atom merupakan kesatuan terkecil yang tidak bisa dibagi-bagi lagi. Unsur kimia yang berbeda akan memiliki jenis atom yang berbeda-beda pula.
Model Atom Thompson
Ilustrasi Model Atom Thompson (Sumber: socratic.org)
Model atom yang kedua adalah model atom Thompson. Sesuai dengan namanya, model atom ini ditemukan oleh Joseph John Thompson. Model atom Thompson berbentuk seperti roti kismis. Hal itu dikarenakan atom merupakan bola padat bermuatan positif dengan partikel negatif (elektron) yang tersebar didalamnya. Selain itu, muatan positif dan negatif pada atom tersebut jumlahnya sama. Model atom ini dibuktikan dengan penelitian Thomson yang menggunakan sinar tabung katoda.
Model Atom Rutherford
Ilustrasi Model Atom Rutherford (Sumber: cevaplarin.com)
Model atom Rutherford dikemukakan oleh Ernest Rutherford pada tahun 1911. Dalam teori atom ini, setiap atom mengandung inti atom yang bermuatan positif dengan elektron yang mengelilingi dalam lintasannya. Selain itu, massa atom ini terpusat di inti atom dan sebagian besar volume atom tersebut merupakan ruang hampa. Hal ini dibuktikan dari hasil percobaan penembakan logam oleh sinar alpha, yang dikenal juga dengan Percobaan Geiger-Marsden.
Model Atom Bohr
Ilustrasi Model Atom Bohr (Sumber: Pinterest.ca)
Model atom Bohr dicetuskan oleh Niels Bohr dan Ernest Rutherford pada tahun 1913. Dalam model atom Bohr, dinyatakan bahwa atom terdiri dari inti atom yang mengandung proton dan neutron dan dikelilingi oleh elektron yang berputar dalam orbitnya (tingkat energi tertentu). Orbit ini dikenal sebagai kulit atom.
Model Atom Mekanika Kuantum
Ilustrasi Model Atom Mekanika Kuantum (Sumber: pinterest.com)
Model atom mekanika kuantum merupakan model atom yang paling modern. Atom terdiri dari inti atom bermuatan positif dan awan-awan elektron yang mengelilinginya. Daerah kebolehjadian ditemukannya elektron dinamakan orbital. Menurut teori ini, ada empat jenis orbital, yaitu s, p, d, f.
Sumber :
https://www.ikons.id/gambar-proses-quantum-entanglement-pertama-berhasil-direkam/
https://www.sciencealert.com/entanglement
https://www.livescience.com/what-is-quantum-entanglement.html
https://www.ruangguru.com/blog/eksplorasi-5-jenis-model-atom
Komentar
Posting Komentar