Key Takeaways
- Perangkat mekanis sederhana menginspirasi kemajuan terbaru dalam komputasi kuantum.
- Peneliti Stanford menemukan teknik komputasi menggunakan perangkat akustik yang memanfaatkan gerakan.
- Komputasi kuantum telah membuat kemajuan yang signifikan dalam beberapa tahun terakhir, terutama dengan demonstrasi apa yang disebut supremasi kuantum.
Agnetta Cleland
Komputer kuantum praktis mungkin selangkah lebih dekat dengan kenyataan berkat penelitian baru yang terinspirasi oleh perangkat mekanis sederhana.
Peneliti Universitas Stanford mengklaim telah mengembangkan perangkat eksperimental kritis untuk teknologi berbasis fisika kuantum masa depan. Teknik ini melibatkan instrumen akustik yang memanfaatkan gerakan, seperti osilator yang mengukur gerakan di telepon. Ini adalah bagian dari upaya yang berkembang untuk memanfaatkan kekuatan aneh mekanika kuantum untuk komputasi.
"Sementara banyak perusahaan bereksperimen dengan komputasi kuantum hari ini, aplikasi praktis di luar proyek 'bukti konsep' mungkin 2-3 tahun lagi," Yuval Boger, kepala pemasaran perusahaan komputasi kuantum Classiq mengatakan kepada Lifewire di wawancara email. "Selama tahun-tahun ini, komputer yang lebih besar dan lebih mampu akan diperkenalkan, dan platform perangkat lunak yang memungkinkan pemanfaatan mesin yang akan datang ini akan diadopsi."
Peran Sistem Mekanik dalam Komputasi Kuantum
Para peneliti di Stanford mencoba membawa manfaat sistem mekanis ke skala kuantum. Menurut studi terbaru mereka yang diterbitkan dalam jurnal Nature, mereka mencapai tujuan ini dengan menggabungkan osilator kecil dengan sirkuit yang dapat menyimpan dan memproses energi dalam qubit, atau 'bit' informasi kuantum. Qubit menghasilkan efek mekanika kuantum yang dapat memberi daya pada komputer canggih.
Cara realitas bekerja pada tingkat mekanika kuantum sangat berbeda dari pengalaman makroskopik kita di dunia.
"Dengan perangkat ini, kami telah menunjukkan langkah penting berikutnya dalam mencoba membangun komputer kuantum dan perangkat kuantum lain yang berguna berdasarkan sistem mekanis, " Amir Safavi-Naeini, penulis senior makalah ini, mengatakan di rilis berita. "Kami pada dasarnya ingin membangun sistem 'mekanik kuantum mekanik'."
Membuat perangkat mekanis kecil membutuhkan banyak pekerjaan. Tim harus membuat komponen perangkat keras pada resolusi skala nanometer dan menempatkannya ke dalam dua chip komputer silikon. Peneliti kemudian membuat semacam sandwich yang merekatkan kedua keripik tersebut, sehingga unsur-unsur pada keripik bagian bawah berhadapan dengan bagian atas.
Chip bagian bawah memiliki sirkuit superkonduktor aluminium yang membentuk qubit perangkat. Mengirim pulsa gelombang mikro ke sirkuit ini menghasilkan foton (partikel cahaya), yang mengkodekan qubit informasi dalam mesin.
Tidak seperti perangkat listrik konvensional, yang menyimpan bit sebagai tegangan yang mewakili 0 atau 1, qubit dalam perangkat mekanika kuantum juga dapat mewakili kombinasi 0 dan 1 secara bersamaan. Fenomena yang dikenal sebagai superposisi memungkinkan sistem kuantum keluar dalam beberapa keadaan kuantum sekaligus hingga sistem diukur.
"Cara realitas bekerja pada tingkat mekanika kuantum sangat berbeda dengan pengalaman makroskopik kita di dunia," kata Safavi-Naeini.
Agnetta Cleland
Kemajuan dalam Komputasi Kuantum
Teknologi kuantum berkembang pesat, namun ada rintangan yang harus diselesaikan sebelum siap untuk aplikasi praktis, Itamar Sivan, CEO Quantum Machines, mengatakan kepada Lifewire dalam sebuah wawancara email.
"Komputasi kuantum mungkin merupakan tantangan yang paling menantang bagi kita sebagai masyarakat saat ini," kata Sivan. "Agar menjadi praktis, itu akan membutuhkan kemajuan dan terobosan signifikan di beberapa lapisan tumpukan komputasi kuantum."
Saat ini, komputer kuantum dihantui oleh kebisingan yang berarti bahwa seiring waktu, qubit menjadi sangat bising sehingga kami tidak memiliki cara untuk memahami data yang ada di dalamnya, dan mereka menjadi tidak berguna, Zak Romaszko, seorang insinyur dengan perusahaan Universal Quantum mengatakan dalam email.
"Dalam praktiknya, ini berarti bahwa algoritme untuk komputer kuantum terbatas hanya pada sejumlah kecil waktu atau jumlah operasi sebelum gagal," kata Romaszko. "Tidak jelas apakah rezim yang bising ini dapat menghasilkan hasil yang praktis, meskipun beberapa peneliti percaya bahwa simulasi bahan kimia dasar dapat dicapai."
Komputasi kuantum telah membuat kemajuan yang signifikan dalam beberapa tahun terakhir, terutama dengan demonstrasi apa yang disebut 'supremasi kuantum' di mana komputer kuantum melakukan operasi yang penulis klaim akan mengambil mesin biasa sekitar 10.000 tahun untuk menyelesaikan. "Ada beberapa perdebatan tentang apakah komputer biasa akan memakan waktu selama itu, tetapi ini masih merupakan demonstrasi yang luar biasa," kata Romaszko.
Setelah rintangan teknis diselesaikan, Sivan memperkirakan bahwa dalam beberapa tahun, komputasi kuantum akan mulai memberikan dampak signifikan pada segala hal mulai dari kriptografi hingga penemuan vaksin.“Bayangkan betapa berbedanya pandemi Covid-19 jika komputer kuantum dapat membantu menemukan vaksin dalam waktu singkat,” katanya.
