Technology

Punya Banyak Kelebihan, Komputer Kuantum Siap Gantikan Komputer Konvensional

Di zaman super moderen seperti saat ini, penemuan alat yang bisa membantu meringankan pekerjaan manusia menjadi sebuah kebutuhan yang sangat penting. Dan salah satu alat atau teknologi yang dimaksud saat ini tengah diteliti dan dikembangkan oleh beberapa perusahaan besar di dunia.

Dua diantara banyaknya perusahaan besar yang saling pacu tersebut tidak lain adalah IBM dan GoogleIBM (International Business Machines Corporation) dan Google saat ini sedang berlomba untuk menciptakan komputer kuantum yang benar-benar akan bermanfaat untuk banyak orang.

Banyak yang berpendapat bahwa komputer ini memiliki kemampuan yang sangat berbeda dengan komputer yang anda punya, atau yang sering anda temukan di sekitar anda. Dan pastinya ini akan jauh lebih baik untuk digunakan di masa depan.

Jika mereka berhasil menciptakan komputer ini, maka kita akan menjadi sangat terbantu dalam menyelesaikan berbagai masalah atau pekerjaan, seperti memodelkan proses kimia kompleks, yang tidak dapat dilakukan oleh komputer kita yang sebelumnya.

Akan tetapi, proses penciptaan kuantum ini tentu tidak terjadi dengan begitu mudah. Diperlukan waktu yang lebih atau ekstra, usaha yang sungguh-sungguh, serta kerja keras untuk bisa menyelesaikannya tanpa menciptakan kesalahan apapun. Selain itu, belum ada seorang pun yang tahu persis bagaimana penampakan dari kuantum ini ketika sudah tiba nantinya.

Untuk sekarang ini, perusahaan dan para peneliti tengah menggunakan beberapa pendekatan yang berbeda untuk mencoba membangun komputer paling kuat yang pernah ada di dunia tersebut. Berhasilkah mereka melakukannya? Kita tunggu saja kabar-kabar selanjutnya ya guys.

Sambil menunggu, bagaimana kalau untuk saat ini kita bahas sedikit tentang revolusi kuantum yang segera hadir di tengah-tengah kita sebentar lagi. Setuju tidak? Baiklah, untuk mengobati rasa penasaran anda, langsung saja kita lihat penjelasannya berikut ini.

Apa Itu Komputasi Kuantum?

Banyak di antara anda yang mungkin masih tidak tahu atau belum begitu mengerti apa itu komputasi kuantum sebenarnya. Tapi anda tidak perlu khawatir, karena kami akan menjelaskannya di dalam artikel ini.

Komputasi kuantum adalah komputasi yang menggunakan fenomena kuantum mekanis, seperti superposisi dan belitan. Beberapa orang mengartikannya sebagai algoritma yang digunakan untuk menemukan suatu cara dalam memecahkan masalah dari sebuah data input.

Sedangkan yang dimaksud dengan komputer kuantum adalah perangkat yang digunakan untuk melakukan komputasi kuantum. Jenis komputer yang satu ini sangat berbeda dengan komputer elektronik digital biner biasa yang menggunakan transistor.

Komputasi kuantum ini mengambil keuntungan dari kemampuan aneh partikel sub atom, untuk eksis di lebih dari satu kondisi setiap saat. Karena cara dan perilaku partikel kecil inilah operasi yang dilakukan bisa jauh lebih cepat dan hanya menggunakan energi yang lebih sedikit daripada komputer klasik.

Perbedaan Komputasi Klasik dan Kuantum

Jika dilihat dari performanya, tentu saja komputasi yang dilakukan oleh komputer kuantum ini jauh lebih unggul dari komputasi klasik yang anda kenal sebelumnya.

Di dalam komputasi klasik, biasanya informasi disimpan dalam “Bit”, yang eksis pada nilai diskrit 0 dan 1. Untuk menyimpan satu angka, dibutuhkan sebanyak 64 bit pada jenis komputer ini. Dengan kata lain, untuk menyimpan data sebanyak “N”, maka digutuhkan jumlah bit sebanyak N dikali dengan 64 bit.

Perhitungan yang dilakukan di dalam komputer klasik pada dasarnya menggunakan cara yang sama dengan perhitungan tangan. Artinya, kelas masalah yang bisa diselesaikan oleh komputer ini sama efisiennya dengan kelas masalah yang bisa diselesaikan dengan perhitungan tangan.

Sedangkan komputasi kuantum menggunakan penyimpanan dalam bit kuantum atau disingkat dengan ‘qubit’ sebagai ganti bit pada komputer klasik. Ini merupakan sistem kuantum dengan dua bagian.

Namun, tidak seperti biasanya, mereka dapat menyimpan lebih banyak informasi daripada komputer klasik yang hanya eksis pada diskrit 1 atau 0. Hal ini dikarenakan mereka dapat berada di superposisi dari nilai-nilai tersebut.

Sebuah qbit atau qubit bisa berada di bagian-bagian yang diberi label : | 0} dan | 1}, tetapi bisa juga dalam superposisi dari bagian berikut ini, a | 0} + b | 1}, di mana a dan b adalah bilangan kompleks. Jika kita berpikir tentang keadaan qbit sebagai vektor, maka superposisi dari status hanyalah penjumlahan vektor.

Untuk setiap qbit tambahan yang anda dapatkan, anda dapat menyimpan dua kali lebih banyak angka. Misalnya, dengan 3 qbits, anda mendapatkan koefisien untuk | 000}, | 001}, | 010}, | 011}, | 100}, | 101}, | 110} dan | 111}.

Perhitungan dalam komputasi kuantum ini dilakukan dengan transformasi unit pada keadaan qbits. Dikombinasikan dengan prinsip superposisi, hal ini menciptakan kemungkinan yang tidak tersedia untuk perhitungan tangan (tidak bisa dihitung dengan tangan).

“Perbedaan antara bit klasik dan qubit adalah bahwa kita juga dapat menyiapkan qubit dalam superposisi kuantum dari 0 dan 1, serta membuat bagian-bagian koresponden non-trivial dari sejumlah qubit, yang disebut entangled state,” kata Alexey Fedorov, seorang fisikawan di Institut Fisika dan Teknologi Moskow.

Sebuah qubit dapat dianggap seperti bola imajiner. Sedangkan bit klasik bisa berada di dua bagian, tepatnya di satu dari dua kutub bola, dimana sebuah qubit menjadi titik pada bola tersebut. Hal ini berarti, komputer yang menggunakan bit-bit ini dapat menyimpan informasi lebih banyak, dengan menggunakan lebih sedikit energi daripada komputer klasik.

Seberapa Jauhkah Sudah Perkembangan Komputer Kuantum Ini?

Sampai dengan saat ini, sepertinya Google memimpin (menjadi yang terdepan) dalam pembuatan atau penciptaan komputer kuantum, yang dapat melampaui kemampuan komputer konvensional ini. Google selangkah lebih maju dibandingkan dengan perusahaan lainnya dalam hal ini.

Di dalam artikel Nature yang telah diterbitkan pada bulan Maret 2017 yang lalu, mesin pencarian raksasa tersebut menetapkan rencana ambisiusnya untuk mengkormesilkan teknologi kuantum dalam lima tahun ke depan.

Tak lama setelah itu, Google mengatakan bahwa hal itu dimaksudkan untuk mencapai sesuatu yang disebut sebagai ‘supremasi kuantum’ dengan komputer 49-qubit pada akhir tahun 2017.

Untuk sekarang, supremasi kuantum, yang kira-kira mengacu pada titik dimana komputer kuantum dapat menghitung jumlah yang tidak bisa disimulasikan oleh komputer konvensional, bukanlah istilah yang diterima secara luas dalam komunitas kuantum.

Mereka yang skeptis (ragu) terhadap proyek kuantum Google atau setidaknya mereka yang berbicara tentang komputasi kuantum ini berpendapat bahwa, supremasi pada dasarnya adalah sasaran acak yang ditetapkan oleh Google untuk membuatnya terlihat seperti melangkah dalam quantum, ketika benar-benar telah memenuhi target mereka sendiri.

Entah itu tujuan yang berubah-ubah atau tidak, tapi Google berhasil dikejar oleh IBM pada bulan  November 2017 yang lalu terkait supremasi kuantum tersebut, ketika perusahaan tersebut mengumumkan telah membangun komputer kuantum 50-qubit.

Meskipun demikian, hal itu masih jauh dari kata stabil, karena sistem hanya dapat menyimpan microstate kuantumnya untuk 90 mikrodetik. Bisadibilang ini adalah sebuah rekor baru, namun ini masih jauh dari waktu yang diperlukan untuk membuat komputasi kuantum praktis.

Hanya karena IBM telah membangun sistem 50-qubit, tidak berarti mereka telah berhasil memecahkan supremasi dan jelas bahwa hal tersebut belum memastikan mereka telah membuat komputer kuantum yang siap dipakai untuk penggunaan yang lebih praktis.

Keunggulan IBM dibandingkan Google adalah dikarenakan IBM telah berhasil membuat komputer kuantum tersedia secara komersial. Sejak tahun 2016, mereka telah menawarkan kepada para peneliti kesempatan untuk menjalankan eksperimen pada komputer kuantum lima qubit melalui cloud.

Kemudian pada akhir tahun 2017 lalu, mereka mulai membuat sistem 20-qubitnya, yang juga tersedia secara online. Tapi komputasi kuantum ini bukanlah sebuah balapan dua kuda.

Selain Google dan IBM berbagai perusahaan yang lainnya juga turut berpartisipasi dalam penciptaan super komputer ini. Beberapa diantaranya adalah sebagai berikut:

  • Startup California Rigetti, yang berfokus pada stabilitas sistemnya sendiri dan bukan hanya pada jumlah qubitnya saja. Apa yang mereka lakukan ini bisa menjadi yang pertama untuk membangun komputer kuantum yang benar-benar dapat digunakan banyak orang.
  • D-Wave, yaitu sebuah perusahaan yang berbasis di Vancouver, Kanada, telah menciptakan apa yang disebut dengan sistem 2.000-qubit, meskipun banyak peneliti tidak menganggap sistem D-wave ini sebagai komputer kuantum yang sebenarnya.
  • Intel, juga memiliki skin dalam game. Pada Februari 2018 perusahaan mengumumkan, bahwa mereka telah menemukan cara pembuatan chip kuantum dari silikon, yang akan membuatnya lebih mudah untuk memproduksi chip menggunakan metode manufaktur yang ada.

Apa Saja Yang Bisa Dilakukan Oleh Komputer Kuantum?

Komputer kuantum beroperasi dengan prinsip yang benar-benar berbeda dengan komputer yang sudah ada sebelumnya, yang membuatnya sangat cocok untuk memecahkan masalah matematika tertentu, seperti menemukan bilangan prima yang sangat besar.

Karena bilangan prima sangat penting dalam kriptografi, kemungkinan komputer kuantum akan dengan cepat dapat memecahkan banyak sistem, yang akan menjaga keamanan informasi online kita tetap aman.

Karena besarnya resiko terjadinya peretasan online, para peneliti sudah mencoba mengembangkan teknologi yang tahan terhadap peretasan kuantum dan di sisi lain, mungkin sistem kriptografi berbasis kuantum akan jauh lebih aman daripada analog konvensional mereka.

Para peneliti juga bersemangat dalam menanggapi prospek penggunaan komputer kuantum untuk memodelkan reaksi kimia yang rumit, dimana tugas tersebut sama sekali tak bisa dipecahkan atau diselesaikan dengan komputer konvensional.

Pada bulan Juli 2016, para insinyur Google menggunakan perangkat kuantum untuk mensimulasikan molekul hidrogen untuk pertama kalinya dan karena mereka pula lah IBM berhasil memodelkan perilaku molekul yang lebih kompleks.

Dan kini, para peneliti berharap mereka akan dapat menggunakan simulasi kuantum ini untuk merancang molekul yang sepenuhnya baru untuk digunakan dalam pengobatan.

Sedangkan untuk para ahli kimia, mereka berharap dikedepannya mereka bisa memodelkan proses Haber-Bosch, dimana  sebelumnya mereka menemukan bahwa cara untuk menghasilkan amonia buatan dengan menggunakan teknologi lama relatif tidak efisien.

Para peneliti tersebut berharap dikedepannya mereka dapat menggunakan mekanika kuantum untuk mengetahui apa yang terjadi di dalam reaksi itu. Dengan begitu, mereka bisa menemukan cara-cara baru untuk membuat prosesnya menjadi jauh lebih efisien.

Bagaimanapun, perkembangan komputer kuantum yang bisa memcahkan masalah-masalah rumit dalam berbagai bidang ini tidak hanya sampai di sini saja. Banyak perusahaan atau ilmuwan yang masih akan melakukan beberapa penelitian terkait dengan hal ini. Tujuannya adalah untuk menemukan cara mempermudah kehidupan anda, saya dan semua orang.

Jika berhasil, penemuan mereka tersebut akan segera dikomersilkan dan bisa kita gunakan bersama-sama. Bagaimana pendapat anda dengan penemuan dan perkembangan teknologi komputer kuantum ini? Tertarikkah anda untuk mengikuti perkembangannya? 

Apapun pendapat anda, baik itu komentar baik ataupun buruk, bagaimanapun komputer ini akan tetap dikembangkan dan segera hadir di tengah-tengah anda. Tunggu, lihat dan bersiaplah untuk menyambut sebuah inovasi terbesar dunia.