Insinyur Adelaide memakai loop tanpa sambungan untuk mengubah larik SQUID menjadi magnetometer absolut

Studi di Physical Review Applied menunjukkan loop superkonduktor tanpa sambungan Josephson dapat meniru ukuran loop yang bervariasi pada sensor SQIF dan menyederhanakan fabrikasi.

Halaman ini diterjemahkan dari bahasa Inggris. Nama perusahaan dan produk serta tautan sumber tidak diubah. Baca versi asli dalam bahasa Inggris

Peneliti di Adelaide University, Australia Selatan, memaparkan cara yang lebih sederhana untuk membangun larik perangkat interferensi kuantum superkonduktor (SQUID) yang mampu mengukur medan magnet absolut tanpa mengorbankan sensitivitas yang membuatnya menarik. Karya mahasiswa doktoral Ross Monaghan dan Jonathan Marenkovic serta Associate Professor Giuseppe Tettamanzi dari Quantum and Nano Technology Group (QuaNTeG) universitas tersebut diterbitkan di Physical Review Applied pada 26 Oktober (volume 26, artikel 044077), dan teks lengkapnya juga tersedia di arXiv.

Masalahnya

SQUID adalah loop dari bahan superkonduktor yang diputus oleh sambungan Josephson, dan termasuk detektor medan magnet paling sensitif yang ada. Menggabungkan banyak loop SQUID dalam larik dua dimensi menghasilkan sensor frekuensi radio yang sangat andal. Kendalanya, menurut universitas, perangkat ini kesulitan mengetahui kapan medan magnet benar-benar nol.

Solusi yang lazim, yang dipakai pada filter interferensi kuantum superkonduktor (SQIF), adalah sengaja membuat luas loop tidak sama agar larik dapat bekerja sebagai magnetometer absolut. Menurut studi ini, persyaratan tersebut berbenturan dengan optimalisasi setiap loop: mengubah ukuran loop juga mengubah induktansinya serta parameter desain kunci yang harus dikendalikan dengan cermat demi kinerja yang baik. Kompromi itu menghalangi larik semacam ini mencapai potensi penuhnya, yang oleh para penulis digambarkan hanya dibatasi oleh batas kuantum standar. Pengumuman universitas mencatat bahwa desain yang ada dapat membutuhkan ratusan bahkan ribuan loop dengan ukuran berbeda.

Detail teknis

Tim Adelaide mempertahankan ukuran yang sama untuk semua loop dan sebagai gantinya mengganti loop tertentu dengan bagian superkonduktor "telanjang" tanpa sambungan Josephson. Loop telanjang ini mengubah cara fluks magnet terdistribusi di sirkuit, sehingga larik berperilaku seolah-olah loopnya memiliki luas berbeda. Para penulis menyebutnya "sebaran luas sintetis" dan menurunkan rumus analitik yang menghubungkan susunan loop telanjang dengan sebaran luas fisik yang setara.

Mereka kemudian membuat beberapa larik SQIF dua dimensi dengan loop telanjang dan mengoperasikannya pada suhu sangat rendah. Menurut para peneliti, perangkat yang diukur berperilaku sesuai teori.

"Dengan menambahkan loop telanjang yang ditempatkan secara cermat, kami dapat mencapai hasil yang sama sambil mempertahankan kondisi yang diperlukan untuk sensitivitas maksimum," kata Tettamanzi.

Mengapa ini penting

Jika loop seragam sudah cukup, produsen tidak perlu lagi membuat larik besar dengan banyak geometri loop berbeda, yang menurut universitas dapat membuat perangkat lebih sederhana dan lebih murah dibuat. Universitas menyebut pemantauan otak, penerima frekuensi radio yang lebih sensitif, komunikasi berderau rendah, dan penginderaan elektromagnetik sebagai kemungkinan penerapan.

Yang perlu diperhatikan

Universitas menyatakan perlu pengujian lebih lanjut sebelum teknologi ini dapat dikomersialkan. Konsep ini telah diajukan dalam permohonan paten internasional, dan studi lanjutan untuk meningkatkan kinerja perangkat serta menjajaki penerapan baru sudah berjalan. The Quantum Insider memuat pengumuman universitas pada 2 November.

Berita terbaru

Perangkat keras3 November 2026