Fisika di Universitas Wina memecahkan masalah yang membandel. Mereka membuat magnon hidup seratus kali lebih lama.
Magnon adalah gelombang magnetisasi. Anggap saja seperti riak di air, hanya saja airnya adalah bahan magnetis padat. Tidak seperti foton yang menembus ruang hampa atau serat kaca, foton tetap terkunci di dalam padatan. Pengurungan itu sangat berguna. Panjang gelombangnya bisa menyusut hingga nanometer. Ini berarti sirkuit magnonik pada akhirnya dapat dipasang pada chip ponsel pintar.
Ada batasannya. Mereka selalu mati terlalu cepat.
Beberapa ratus nanodetik? Tidak berguna untuk perhitungan serius.
Tidak lagi. Sebuah tim yang dipimpin oleh Wiener mengukur masa hidup magnon hingga 18 mikrodetik. Ini diterbitkan di Science Advances. Angka tersebut mungkin terlihat kecil, namun dalam waktu kuantum, angka tersebut adalah selamanya. Tiba-tiba, eksitasi ini berperilaku tidak seperti sinyal yang memudar dan lebih mirip qubit superkonduktor andal yang menjalankan prosesor berat saat ini. Kita mungkin sedang melihat komputer kuantum yang cukup kecil untuk menampung uang satu sen.
Kristal dingin menyembunyikan batasnya
Dua trik mengubah segalanya.
Pertama, tim berhenti menggunakan magnon yang seragam dan memiliki panjang gelombang panjang. Itu bisa hancur karena cacat permukaan. Beralih ke versi panjang gelombang pendek akan mengatasi kendala tersebut sepenuhnya. Masalah yang muncul di permukaan biasanya mematikan umur sebelum sesuatu yang menarik bisa terjadi.
Kedua, suhu penting.
Para peneliti menjatuhkan bola garnet besi yttrium yang sangat murni ke dalam cryostat. Mereka mendinginkannya hingga 30 miliklvin. Hampir di atas nol mutlak. Panas adalah musuh di sini. Proses termal biasanya menghancurkan magnon dengan cepat. Membekukannya akan menghentikan pembusukan.
Hasilnya tidak terduga.
Batasan seumur hidup bukanlah hukum fisika yang keras. Itu hanya kotoran di dalam kristal.
Mereka menguji tiga bidang dengan kemurnian berbeda-beda. Polanya jelas. Bahan yang lebih bersih berarti umur yang lebih panjang. Bahkan sampel mereka yang “paling tidak murni” memecahkan rekor dunia sebelumnya. Itu sebenarnya kabar baik. Kita tidak membutuhkan teori fisika baru. Kita hanya membutuhkan ilmu material yang lebih baik.
Apa yang dibutuhkan sebuah chip sekarang?
Umur 18 mikrodetik mengubah permainan.
Magnon tidak lagi menjadi mata rantai yang lemah. Mereka menjadi kenangan. Mereka menjadi saluran. Satu jalur magnonik dapat menghubungkan ratusan qubit. Anggap saja sebagai bus kuantum. Ini memecahkan masalah skalabilitas yang telah mengganggu para insinyur selama bertahun-tahun.
Mereka juga merupakan penerjemah universal. Karena berada dalam keadaan padat, magnon berkomunikasi dengan fonon, foton, dan partikel kuasi lainnya dengan mudah. Dalam arsitektur hybrid, berbagai teknologi kuantum sering kali menolak untuk berbicara. Magnon menjembatani kesenjangan tersebut.
“Umur yang sangat panjang” adalah sebuah pernyataan yang meremehkan. Sekarang ini tentang kepadatan interaksi.
Jalan ke depan adalah manufaktur, bukan teori. Jadikan YIG lebih bersih, dan ombaknya semakin besar. Kita belum mencapainya, namun hambatannya telah berubah. Ini bukan lagi soal gelombang yang sekarat. Ini tentang material yang menahannya.
