Telset.id – Janji besar komputer quantum untuk menyelesaikan masalah sains nyata masih belum terwujud, namun gelombang pengumuman spektakuler terus bermunculan. Di tengah persaingan sengit dengan China, Penasihat Sains Donald Trump menjanjikan komputer quantum yang cukup kuat untuk penemuan ilmiah pada 2028, sementara Trump mengeluarkan perintah eksekutif baru pada 22 Juni untuk mempercepat industri komputer quantum AS.
Perusahaan pun tak ketinggalan mendorong hiruk-pikuk ini. Pada Juni lalu, Microsoft mengumumkan chip quantum baru bernama Majorana 2. Microsoft mengklaim chip ini merupakan kemajuan perangkat keras yang mempercepat jadwal mereka menuju “komputer quantum praktis dan skalabel” pada 2029. Namun, para ahli independen dengan cepat mengkritik pengumuman tersebut.
“Ini benar-benar omong kosong,” ujar Henry Legg, fisikawan dari University of St. Andrews dan kritikus lama Microsoft, kepada The Verge. Legg baru saja menerbitkan makalah di Nature pada 24 Juni yang mengkritik klaim quantum Microsoft dari setahun lalu, serta menunjukkan apa yang ia anggap sebagai perbedaan besar antara makalah ilmiah dan siaran pers Microsoft. Nature pun menyertakan bantahan dari Microsoft dalam publikasinya.
Perdebatan sengit ini menggambarkan lanskap komputer quantum yang penuh hiruk-pikuk: pengumuman bombastis dari perusahaan, diikuti bantahan dari akademisi, lalu pertengkaran lebih lanjut, dan kini target ambisius yang ditetapkan oleh para pemimpin negara. Para peneliti sebenarnya telah membuat kemajuan nyata dalam komputasi quantum, namun kemajuan tersebut sebagian besar bersifat inkremental dan terlalu esoteris untuk langsung memikat imajinasi publik. Oh, dan semuanya sangat mahal.
Investasi Raksasa dan Janji Masa Depan
Selama dekade terakhir, Google, IBM, Amazon, Microsoft, dan sejumlah pemerintah nasional serta startup kecil telah mengucurkan miliaran dolar ke dalam pengembangan komputasi quantum. Para pendukungnya memprediksi teknologi ini akan menghasilkan penemuan di bidang kedokteran, serta kemajuan dalam ilmu material dan pembelajaran mesin. Sementara itu, banyak pakar keamanan nasional membingkai perkembangannya sebagai kompetisi Perang Dingin baru antara AS dan China.
Janji komputasi quantum adalah kemampuannya unggul dalam jenis matematika yang berbeda secara fundamental dibandingkan komputer klasik. Alih-alih menggunakan bit seperti komputer klasik, unit informasi fundamental komputer quantum adalah qubit. Qubit merepresentasikan informasi sebagai probabilitas, bukan angka satu dan nol. Objek seperti molekul atau proses seperti fotosintesis secara inheren melibatkan probabilitas, sehingga lebih “alami” untuk disimulasikan oleh komputer quantum. Namun, komputer quantum kemungkinan tidak akan berguna untuk tugas komputasi klasik seperti email atau pengolah kata.
Berbagai perusahaan membuat qubit dari material yang berbeda. Tipe qubit terdepan saat ini adalah atom netral, ion, dan qubit sirkuit superkonduktor. Google dan IBM sama-sama membuat qubit berdasarkan sirkuit superkonduktor. Quantinuum, afiliasi Honeywell, membuat qubit dari ion barium individu, sementara startup asal Boston, QuEra, membuat qubit dari atom rubidium individu. Qubit Majorana milik Microsoft, yang keberadaannya masih diperdebatkan para ahli, dibuat menggunakan kawat tipis yang menempel pada superkonduktor.
Para pendukung teknologi ini mengatakan komputer quantum dapat memecahkan masalah yang sulit diatasi oleh superkomputer saat ini. Penelitian teoretis menunjukkan komputer quantum seharusnya dapat mensimulasikan molekul jauh lebih mudah daripada superkomputer. Simulasi ini dapat membantu mengembangkan material baterai atau obat-obatan baru. Beberapa pihak bahkan membayangkan komputer quantum sebagai alat serangan siber. Pada tahun 1994, ilmuwan komputer Peter Shor mengembangkan algoritma komputasi quantum untuk memfaktorkan bilangan prima yang seharusnya dapat memecahkan enkripsi RSA, keluarga algoritma yang digunakan untuk mengamankan perbankan dan komunikasi email.
Kemampuan kriptografi yang dijanjikan ini telah memotivasi para ahli untuk mengembangkan protokol yang lebih aman yang dikenal sebagai kriptografi pasca-kuantum, yang belum digunakan secara luas, yang seharusnya tidak dapat dipecahkan oleh komputer quantum. Antisipasi mereka terhadap kemampuan dekripsi komputasi quantum mungkin telah membuat aplikasi ini usang. (Pada 22 Juni, Trump mengeluarkan perintah eksekutif lain yang bertujuan untuk “memigrasi” komputer pemerintah ke “kriptografi pasca-kuantum” pada 2030 atau 2031.)
Kontroversi dan Kemajuan Nyata
Komputer quantum saat ini seperti chip Willow milik Google masih terlalu primitif untuk memecahkan enkripsi RSA atau mengimplementasikan simulasi molekul obat. Visinya adalah membangun mesin berskala besar. Komputer quantum ini akan menjadi pusat data khusus yang terdiri dari banyak chip yang dijaringkan bersama, atau mungkin chip khusus di dalam superkomputer, yang dapat diakses pengguna melalui cloud. Komputer quantum tidak akan menjadi gadget konsumen yang dimiliki individu, juga tidak akan menggantikan komputer klasik. “Ini adalah komputer dengan tujuan yang sangat spesifik,” kata Dries Sels, fisikawan di Boston University.
Perkembangan menuju aplikasi tujuan ini tidaklah mudah. Pada Juni lalu, IBM mengumumkan rencana untuk berinvestasi lebih dari $10 miliar ke dalam komputasi quantum selama lima tahun ke depan. IBM, seperti Microsoft, bertujuan membangun komputer quantum berskala lebih besar pada 2029. Investasi perusahaan ini sejalan dengan suntikan dana publik ke industri ini. Pada Mei, pemerintahan Trump mengatakan akan memberikan pendanaan $2 miliar kepada sembilan perusahaan komputasi quantum, di mana IBM akan menerima $1 miliar.
Siklus serupa telah terjadi beberapa kali sejak awal teknologi ini. Perusahaan mengumumkan terobosan; peneliti independen berteriak sensasi, sementara investor terus menyuntikkan uang ke industri ini. Pada 2019, Google mengumumkan bahwa komputer quantumnya telah melakukan tugas lebih cepat daripada superkomputer terbaik, suatu prestasi yang kini dikenal sebagai keunggulan kuantum. Namun saat ini para ahli sepakat bahwa demonstrasi yang melibatkan pembuatan angka acak itu tidak memiliki aplikasi praktis.
Terlepas dari drama tersebut, kemajuan nyata dalam komputasi quantum terus terjadi. Tantangan teknologi utama selama ini adalah qubit yang cacat. Mereka tidak dapat menjalankan operasi komputasi dengan sempurna, dan kesalahan bertambah seiring panjangnya algoritma. Ini telah menjadi hambatan utama: aplikasi apa pun yang menarik akan membutuhkan algoritma yang panjang, tetapi semakin panjang algoritma, semakin banyak kesalahan yang terjadi pada komputer quantum.
Para peneliti telah meningkatkan qubit itu sendiri, sehingga mereka dapat menyimpan informasi lebih lama. Ketika qubit menyimpan informasi lebih lama, lebih banyak operasi dapat dilakukan dan algoritma yang lebih rumit dapat dijalankan. Pada November lalu, Andrew Houck dari Princeton University dan rekan-rekannya melaporkan bahwa mereka telah membuat qubit superkonduktor yang dapat menyimpan informasi tiga kali lebih lama dari pemegang rekor sebelumnya. Kunci peningkatan mereka adalah membuat substrat berlapis tempat qubit berada dari material yang lebih murni dari chip sebelumnya.
Dan dalam dua tahun terakhir, para peneliti telah membuat kemajuan substansial dalam apa yang dikenal sebagai koreksi kesalahan kuantum. “Kemajuan dalam koreksi kesalahan yang kita lihat selama beberapa tahun terakhir adalah hal paling menarik yang terjadi di bidang ini,” kata Sels. Para peneliti telah mengembangkan algoritma untuk memperbaiki kesalahan saat komputer quantum beroperasi. Tekniknya melibatkan pengkodean satu unit informasi dalam beberapa qubit, bukan satu qubit seperti di masa lalu. Kumpulan yang telah dikoreksi kesalahan ini disebut sebagai “qubit logis” dan konstituen individualnya sebagai “qubit fisik.”
Perusahaan berlomba membuat qubit logis dari qubit fisik sesedikit mungkin. Pada 2024, Google membuat qubit logis dari 105 qubit fisik. Pada 2025, IBM dan Amazon menunjukkan mereka membutuhkan masing-masing 12 dan sembilan qubit fisik untuk membuat qubit logis. Pada akhir tahun itu, Quantinuum menunjukkan hanya perlu dua qubit fisik per qubit logis. Lebih sedikit qubit fisik per qubit logis memudahkan penskalaan komputer quantum.
Koreksi kesalahan juga menjadi pusat kontroversi Microsoft. Microsoft mengklaim, yang diperdebatkan para ahli, bahwa mereka telah membuat objek yang terbuat dari elektron yang dikenal sebagai partikel Majorana, diprediksi ada dalam kawat kecil yang terbuat dari semikonduktor indium arsenida yang menempel pada superkonduktor. Teori memprediksi bahwa dalam kondisi eksperimental tertentu, elektron dalam kawat ini akan melakukan “tarian” kolektif dan mulai berperilaku sebagai partikel Majorana. Para peneliti berhipotesis bahwa partikel Majorana akan membuat lebih sedikit kesalahan daripada qubit fisik lainnya, sehingga lebih mudah untuk diskalakan. Legg mengatakan Microsoft belum berhasil menciptakan partikel Majorana.
“Kami 100 persen mendukung hasil kami. Kami berpegang pada peta jalan kami,” kata pimpinan quantum Microsoft, Chetan Nayak, dalam wawancara dengan The Verge. Dalam pernyataan email, ia menambahkan bahwa makalah Microsoft “menunjukkan bahwa kami menciptakan dan mengendalikan partikel Majorana.” Bukti pendukung Microsoft dianggap tidak meyakinkan oleh Legg. Apa yang diklaim sebagai bukti partikel Majorana, katanya, sebenarnya bisa disebabkan oleh titik-titik kuantum yang terbentuk di perangkat mereka. Ia ingin melihat Microsoft mereplikasi hasilnya di banyak chip. “Jika Anda berulang kali mencoba menemukan Yesus dalam roti panggang Anda, pada akhirnya Anda akan menemukan Yesus dalam roti panggang Anda,” katanya.
Untuk tipe qubit yang para ahli setujui keberadaannya, perusahaan kini menjanjikan mesin yang lebih besar. Pada 2029, IBM berencana membangun komputer quantum seukuran pusat data dengan 200 qubit logis. Quantinuum telah menetapkan tujuan serupa, mesin dengan ratusan qubit logis, untuk 2030. Meskipun pasti lebih besar, belum jelas apakah mesin-mesin ini akan mampu melakukan sesuatu yang berguna. “Saya telah berkata, setengah bercanda, bahwa jika seseorang memberi saya komputer yang sudah dikoreksi kesalahan sekarang dengan beberapa ratus qubit, tidak jelas bagi saya apa yang akan kami lakukan dengannya,” kata Sels.
Bahkan para ahli yang optimis memiliki pendapat berbeda tentang kapan komputer quantum akan menunjukkan sesuatu yang berguna. Eleanor Crane dari King’s College London baru saja mendapatkan waktu di komputer quantum Google untuk mensimulasikan model sederhana interaksi foton dengan elektron, yang terjadi di sel surya dan fotosintesis. Ia berpikir para peneliti akan mendemonstrasikan simulasi ilmiah yang berguna pada komputer quantum pada tahun 2028. Houck berpikir kemungkinan besar terjadi sebelum 2035. Crane berpikir komputer quantum dapat memecahkan enkripsi RSA pada 2030, sementara Islam berpikir setidaknya satu dekade lagi. Legg lebih skeptis dan berpikir beberapa pihak telah meremehkan tantangan fundamental penskalaan.
Sementara para peneliti telah membuat kemajuan menuju pembangunan komputer quantum yang berguna, masih belum jelas apa kegunaan tersebut seharusnya. “Ini adalah teknologi yang sangat baru,” kata Islam. “Jika Anda bertanya, untuk apa komputer quantum berguna, saya tidak tahu aplikasi mana yang pasti berhasil.”
Komentar
Belum ada komentar.