Lukas Luwarso
Komputer tradisional beroperasi berdasarkan bit, keadaan 0 atau 1. Komputer kuantum, beroperasi pada kuantum bit, kubit. Berbeda dengan bit, kubit beroperasi secara simultan, berkat prinsip kuantum yang dinamai superposisi. Keadaan superposisi bisa meningkatkan kemampuan komputasi komputer kuantum secara eksponensial.
Misalnya, dua kubit dapat eksis dalam empat keadaan secara simultan (00, 01, 10, 11), tiga kubit dalam delapan keadaan, empat kubit 16 keadaan dan seterusnya. Ini membuat komputer kuantum mampu memproses komputasi yang sangat besar secara bersamaan. Prinsip komputasi kuantum lainnya adalah konsep belitan (entanglement). Kubit yang membelit memiliki hubungan yang lebih erat, mengabaikan persoalan jarak. Fitur ini memungkinkan komputer kuantum memproses komputasi yang kompleks dengan lebih efisien.
Komputasi kuantum ideal untuk memecahkan masalah kompleks yang sulit ditangani oleh komputer klasik. Kriptografi, misalnya, adalah salah satu bidang yang memberikan perbedaan signifikan. Kemampuan memfaktorkan bilangan besar secara cepat membuat komputer kuantum menjadi ancaman bagi sistem enkripsi, namun juga membuka peluang untuk pengembangan metode enkripsi kuantum yang lebih aman.
Dalam bidang kedokteran, komputasi kuantum dapat membuat pemodelan struktur molekul kimiawi yang kompleks, untuk menemukan obat-obat baru. Proses yang membutuhkan waktu bertahun-tahun jika melalui eksperimen uji coba atau memakai simulasi komputer klasik.
Dengan potensi komputasi yang menjanjikan, komputer kuantum juga memliki sejumlah tantangan. Kuantum bersifat sensitif, menjaga keadaan kohesi kuantum cukup sulit. Gangguan kecil dapat melenyapkan kohesivitasnya, fenomena yang dikenal sebagai dekohesi. Selain itu, kubit bersifat rapuh, kesalahan lebih mudah terjadi dalam komputasi kuantum dibandingkan dengan komputasi klasik.
Komputasi kuantum saat ini masih dalam tahap awal, masa depannya cukup menjanjikan. Raksasa teknologi seperti IBM, Google, dan Microsoft, serta sejumlah startup, terus berlomba bereksperimen dengan komputasi kuantum. Cuma soal waktu, yang tidak terlalu lama, komputasi kuantum menjadi sarana untuk menjawab banyak persoalan dan merevolusi berbagai penemuan baru. Berikut sejumlah contoh potensi komputer kuantum dalam menyelesaikan masalah yang dihadapi manusia:
1. Faktorisasi Angka Besar: Komputer kuantum sangat efisien memfaktorkan angka besar, yang di satu sisi dapat mengancam keamanan sistem enkripsi komputer klasik saat ini, namun di sisi lain memungkinkan pengembangan metode enkripsi yang lebih aman.
2. Optimisasi dan Perencanaan: kemampuan untuk memproses komputasi besar secara simultan. Ini dapat digunakan untuk memecahkan masalah optimisasi yang rumit, seperti perencanaan rute terbaik untuk transportasi, penjadwalan tugas, dan pengoptimasian portofolio keuangan.
3. Riset Kimia dan Pengembangan Obat: Komputer kuantum dapat mensimulasi struktur molekul dengan akurasi sangat tinggi dan mengoptimalkan reaksi kimia kompleks. Hal ini dapat mempercepat penemuan obat baru dengan mengidentifikasi berbagai senyawa yang memiliki beragam sifat, atau dapat mengidentifikasi sumber penyakit dengan efektif.
4. Analisis Data dan Pembelajaran Mesin: Kemampuan memproses informasi secara simultan memungkinkan analisis komputasi data yang kompleks secara lebih cepat. Ini dapat digunakan untuk meningkatakn poses pembelajaran mesin (machine learning), mengoptimalkan algoritma pencarian (search engine), dan mempercepat pelatihan model pembelajaran mesin yang kompleks.
5. Simulasi Fisika dan Material: Komputer kuantum dapat digunakan untuk mensimulasikan perhitungan sistem fisika yang kompleks, seperti sifat-sifat material baru, reaksi kimia yang sulit, dan dinamika molekuler. Simulasi ini dapat memberikan temuan penting menyangkut material baru dan pengembangan teknologi baru.
Sejumlah teka-teki fisika, yang masih belum terpecahkan, boleh jadi akan bisa terungkap dengan bantuan komputasi kuantum. Misalnya tentang hipotesis adanya dark energy dan dark matter yang masih belum teridentifikasi hingga saat ini. Mengungkap misteri dark energy dan dark matter adalah tantangan yang kompleks, multidisiplin, melibatkan pemodelan fisika dan kosmologi yang rumit.
Komputer kuantum dapat memberikan kontribusi dalam pemodelan dan simulasi yang lebih akurat terkait dua fenomena ini. Dengan kemampuan memproses informasi secara simultan dan mengatasi kompleksitas yang tinggi, komputer kuantum dapat digunakan dalam simulasi fisika dan kosmologi yang lebih detail. Simulasi ini dapat membantu dalam memahami sifat dan perilaku dark energy dan dark matter, serta memungkinkan eksplorasi berbagai skenario penghitungan dan pengukuran mekanisme kerjanya.
Selain itu, komputer kuantum juga dapat digunakan dalam analisis data besar yang dikumpulkan oleh observasi dan eksperimen terkait dark energy dan dark matter. Komputer kuantum dapat memproses dan menganalisis data tersebut dengan lebih efisien dan memungkinkan pemodelan yang lebih canggih untuk memahami sifat, cara kerja, dan asal-usul dark energy dan dark matter. Dua entitas fenomena alam semesta ini dianggap bertanggung jawab atas terbentuknya susunan galaksi (dark matter) dan akselerasi alam semesta yang mengembang (dark energy).
Pengembangan komputer kuantum saat ini masih dalam tahap awal, masih diperlukan eksperimen lebih lanjut untuk mengaplikasikan potensinya untuk membantu manusia menjawab berbagai pertanyaan saintifik.
Bersama majunya teknologi artificial intelligence, teknologi informasi, dan bio-teknologi, bukan tidak mungkin komputer kuantum akan menjadi teknologi supremasi. Teknologi yang akan membawa manusia ke era baru evolusi kesadaran dan kemanusiaan, untuk menjawab misteri alam semesta dan kehidupan.
Sumber: https://www.earth.com/news/quantum-computer-can-instantly-execute-a-task-that-would-normally-take-47-years/
Nurseto Ardiputranto
Add comment