Microsoft baru saja mengklaim terobosan kuantum, dan sepertinya dunia sains akan segera berubah, atau mungkinkah hanya sekadar hype belaka? Apakah ini pertanda bahwa kode rahasia akan segera terbuka, ataukah obat-obatan akan dirancang dengan kecepatan kilat? Mari kita bedah satu per satu.
Kabar terbaru datang dari Microsoft, yang mengumumkan penciptaan "qubit topologi" pertama dalam sebuah perangkat yang menyimpan informasi dalam keadaan materi yang eksotis. Klaim ini bisa jadi merupakan terobosan signifikan dalam dunia komputasi kuantum. Bersamaan dengan itu, para peneliti juga telah menerbitkan makalah di jurnal Nature dan sebuah "peta jalan" untuk pekerjaan selanjutnya. Desain prosesor Majorana 1 diklaim mampu memuat hingga satu juta qubit, yang mungkin cukup untuk mewujudkan banyak tujuan penting dari komputasi kuantum—seperti memecahkan kode kriptografi dan merancang obat-obatan dan material baru.
Jika klaim Microsoft terbukti benar, perusahaan mungkin telah melampaui pesaingnya seperti IBM dan Google. Kedua perusahaan ini saat ini seolah-olah memimpin perlombaan untuk membangun komputer kuantum. Namun, makalah Nature yang telah ditinjau sejauh ini hanya menunjukkan sebagian dari apa yang telah diklaim oleh para peneliti, dan peta jalan tersebut masih mencakup banyak rintangan yang harus diatasi. Rilis pers Microsoft memang menampilkan sesuatu yang seharusnya menjadi perangkat keras komputasi kuantum, tetapi kita belum memiliki konfirmasi independen tentang apa yang dapat dilakukannya.
Dunia Baru Komputasi Kuantum
Komputer kuantum pertama kali dicetuskan pada tahun 1980-an. Jika komputer biasa menyimpan informasi dalam bit, maka komputer kuantum menyimpan informasi dalam bentuk quantum bits—atau yang lebih dikenal sebagai qubit. Bayangkan, bit biasa hanya bisa bernilai 0 atau 1, sementara qubit—berkat hukum mekanika kuantum—dapat berupa kombinasi dari keduanya.
Jika bit biasa diibaratkan sebagai anak panah yang bisa mengarah ke atas atau ke bawah, maka qubit adalah anak panah yang bisa mengarah ke segala arah (atau disebut "superposisi" atas dan bawah). Artinya, komputer kuantum akan jauh lebih cepat daripada komputer biasa untuk jenis perhitungan tertentu—terutama untuk memecahkan kode dan mensimulasikan sistem alam. Namun, membangun qubit yang nyata dan mendapatkan informasi masuk dan keluar darinya ternyata sangat sulit.
Mengapa Sulit Membuat Qubit?
Interaksi dengan dunia luar dapat merusak keadaan kuantum yang rapuh di dalam. Para peneliti telah mencoba banyak teknologi berbeda untuk membuat qubit, dengan memanfaatkan berbagai hal seperti atom yang terperangkap dalam medan listrik atau pusaran arus yang berputar di dalam superkonduktor (bahan yang dapat menghantarkan listrik tanpa hambatan).
Microsoft telah mengambil pendekatan yang sangat berbeda dalam membangun "qubit topologi" miliknya. Mereka telah menggunakan apa yang disebut partikel Majorana, yang pertama kali diteorikan pada tahun 1937 oleh fisikawan Italia bernama Ettore Majorana. Majorana bukanlah partikel yang terjadi secara alami seperti elektron atau proton. Sebaliknya, mereka hanya ada di dalam bahan langka yang disebut superkonduktor topologi (yang membutuhkan desain material yang canggih dan harus didinginkan hingga suhu yang sangat rendah).
Majorana vs. Teknologi Lainnya
Yang membuat qubit topologi begitu menarik adalah ketahanannya terhadap gangguan dari lingkungan luar. Ini karena informasi disimpan dalam bentuk yang tidak bergantung pada detail fisik yang tepat dari perangkat keras. Dengan kata lain, ada harapan bahwa qubit topologi akan lebih mudah dibuat dan lebih stabil daripada qubit lainnya, sehingga menghasilkan komputer kuantum yang bekerja lebih baik.
Dalam desain Microsoft, partikel Majorana ada di ujung-ujung "kawat" yang berukuran sangat kecil. Kawat—yang hanya berukuran beberapa ratus atom—terbuat dari superkonduktor. Jika kamu memiliki dua partikel Majorana di kedua ujung kawat, kamu dapat membuat qubit dengan menggabungkan dua partikel Majorana yang terpisah menjadi satu qubit.
Kita bisa membayangkan dua anak panah (yang mewakili bit atau qubit) dan mencoba memutar (menggabungkan) anak panah secara bersamaan. Namun, karena anak panah ini sangat kecil, maka mereka sangat rentan terhadap kerusakan karena getaran atau panas di sekitarnya. Majorana didesain untuk mengatasi masalah tersebut.
Dalam hal ini, informasi dienkripsi dalam konfigurasi yang berpasangan, sehingga jika satu bagian dari konfigurasi rusak, informasi tetap dapat disimpan dalam keadaan lain. Ini berarti komputasi kuantum seharusnya lebih tahan terhadap kesalahan. Keren, kan?
Kita hanya perlu menunggu dan melihat. Kemajuan kali ini memang terlihat menjanjikan, tetapi jalan menuju komputasi kuantum yang sepenuhnya berfungsi masih sangat panjang.
