Menanti Detik-detik Lahirnya “Komputer Kuantum”

“Pada bulan September 2012, peneliti dari Universitas New South Wales  (UNSW) Australia mengumumkan bahwa komputer kuantum komersial yang pertama akan lahir 5 atau 7 tahun lagi” The Australian¹

Secara mengagumkan, ramalan peneliti UNSW tersebut (Andrea Morello dan timnya) akan terbukti benar. Pasalnya di akhir tahun 2017 ini (5 tahun dari 2012), Google akan mengumumkan berhasil atau tidaknya pembuatan komputer kuantum 49-qubit ciptaannya². Komputer kuantum memang telah dibuat sejak tahun 2001³, namun komputer kuantum tersebut masih menggunakan 7 qubit. Padahal komputer kuantum dapat beroperasi secara stabil dan bernilai komersial jika sistemnya memakai 30 sampai 100 qubit⁴.

Apa itu qubit? Jika pada elektronika digital suatu data direpresentasikan dalam bentuk biner/bit (bernilai 0 atau 1), maka data dalam sistem kuantum direpresentasikan dalam bentuk (0, 1, atau sembarang nilai yang bergantung pada qubit lainnya sesuai dengan prinsip superposisi dan prinsip probabilitas). Prinsip superposisi⁵ pada qubit secara sederhananya adalah penjumlahan dari komponen-komponen penyusun qubit yang berupa vektor keadaan. Prinsip superposisi menyebabkan 2 qubit dapat merepresentasikan 4 data, 3 qubit merepresentasikan 8 data, dan seterusnya dengan pola 2^n. Padahal jika dibandingkan dengan bit, maka data hanya ditampilkan pada satu keadaan diantara 2ⁿ keadaan. Tentu hal tersebut menyebabkan kemampuan pemrosesan data yang luar biasa besar menjadi mungkin, karena jika komputer konvensional 50 bit hanya memproses 50 data dalam 1 waktu, maka komputer kuantum 50 qubit dapat memproses data sebanyak 2⁵⁰ atau 1.13×10¹⁵ (1.130.000.000.000.000) sekaligus dalam 1 waktu⁶. Namun kemampuan memproses data tersebut tidak ada kaitannya dengan kecepatan komputer, sehingga dengan adanya komputer kuantum bukan berarti bahwa software pada komputer biasa akan menjadi berjuta-juta kali lebih cepat jika dijalankan pada komputer kuantum⁷.

Lantas dimana letak manfaat dari komputer kuantum? Komputer kuantum cocok untuk jenis-jenis permasalahan tertentu dan tidak cocok untuk jenis permasalahan yang lain. Berikut adalah 2 aplikasi utama dari komputer kuantum jika nanti (tidak lama lagi) berhasil dikomersialisasikan.

1. Kecerdasaan Buatan (Artificial Intelligent)

Aplikasi utama dari komputer kuantum adalah dalam bidang kecerdasan buatan. Kinerja dari  kecerdasan buatan didasarkan pada pembelajaran dari pengalaman, yakni suatu program dilatih untuk bisa belajar dengan pemberian feedback/respon yang tepat sampai menjadi cerdas. Pemilihan feedback yang tepat didasarkan pada perhitungan probabilitas untuk berbagai pilihan, sehingga kecerdasan buatan adalah aplikasi yang paling ideal dari komputer kuantum karena komputer kuantum juga bekerja berdasarkan prinsip probabilitas. Hal ini tentu saja akan mengguncang setiap industri, dari industri otomotif hingga farmasi. Potensinya akan menjadi eksponensial karena satu kecerdasan buatan dapat menciptakan kecerdasan buatan lainnya. Banyak ahli mengatakan bahwa abad ke-21 adalah abadnya kecerdasan buatan, seperti abad ke-20 yang merupakan abadnya listrik⁸.

2. Pemodelan Molekul

Aplikasi utama lainnya adalah pemodelan yang akurat dari interaksi molekul sehingga dapat menemukan mekanisme reaksi kimia yang paling optimal. Bidang kimia kuantum begitu kompleks sehingga hanya molekul-molekul sederhana saja yang bisa dianalisis dengan komputer digital yang paling canggih saat ini. Komputer kuantum tidak memiliki kesulitan sama sekali untuk menganalisis proses kimia yang paling kompleks sekalipun. Hal ini didasarkan bahwa reaksi kimia merupakan proses kuantum. Richard Feynmann telah mendeskripsikan fenomena ini secara tepat pada 36 tahun yang lalu dalam ungkapannya yang terkenal “Nature isn’t classical, dammit, and if you want to make a simulation of nature, you’d better make it quantum mechanical, and by golly it’s a wonderful problem, because it doesn’t look so easy“⁹.

Terdapat aplikasi lain⁷ dari komputer kuantum seperti dalam bidang kriptografi, pemodelan finansial, pemodelan cuaca, dan fisika partikel. Hal ini menyebabkan investor berlomba-lomba untuk mendanai proyek realisasi komputer kuantum, karena tidak hanya industri komputer yang akan diuntungkan, melainkan bank, perusahaan , dan keamanan cyber juga akan diuntungkan. Pertanyaannya adalah, apakah kita sebagai ilmuan hanya akan menjadi penonton lahirnya teknologi mengagumkan ini atau ikut terlibat didalamnya?

Untuk menambah pemahaman mengenai komputer kuantum, berikut Warstek lampirkan video dengan judul “Berkenalan dengan Komputer Kuantum”.

[embedyt] https://www.youtube.com/watch?v=WK63-CKAgN0[/embedyt]

Referensi:

1. Griffith, C., Australian engineers write quantum computer ‘qubit’ in global breakthrough, The Australian 19 September 2012 (diakses 17 Juli 2017)
2. Reynolds, M., Google on track for quantum computer breakthrough by the end of 2017, New Scientist, 22 Juni 2017  (diakses 17 Juli 2017)
3. Vandersypen, Lieven M. K.; Steffen, Matthias; Breyta, Gregory; Yannoni, Costantino S.; Sherwood, Mark H.; Chuang, Isaac L. (2001). “Experimental realization of Shor’s quantum factoring algorithm using nuclear magnetic resonance”. Nature. 414 (6866): 883–7. PMID 11780055. doi:10.1038/414883a
4. Juskalian, R., Practical Quantum Computers Advances at Google, Intel and several research groups indicate that computers with previously unimaginable power are finally within reach, MIT Technology Review, Maret 2017 (diakses 17 Juli 2017)
5. Anonim, Quantum superposition, Wikipedia Bahasa Inggris (diakses 17 Juli 2017)
6. Anonim, Quantum computing, Wikipedia Bahasa Inggris (diakses 17 Juli 2017)
7. Jackson, M., 6 Things quantum computers will be incredibly useful for, SingularityHub 25 Juni 2015 (diakses 17 Juli 2017)
8. Benioff, M., Artificial intelligence will  be the defining tech of the 21st century, liveMint 15 September 2016 (diakses 17 Juli 2017)
9. Gil, D., The down of quantum computing is upon us, IBM Think blog 4 Mei 2016 (diakses 17 Juli 2017)

Anda merasa artikel ini bermanfaat? Mari bantu Warstek untuk bisa bermanfaat lebih besar dengan cara memberikan donasi.