Di zaman modern kita, komputer standar tidak diragukan lagi lebih maju dibandingkan dengan apa yang dapat kita kumpulkan beberapa dekade yang lalu. Namun, dengan kecepatan dan keragaman komputer saat ini, sulit membayangkan apa pun yang bisa lebih baik lagi. Masukkan komputasi kuantum. Bidang ilmu ini bertujuan untuk menggunakan hukum alam semesta untuk mencapai tujuan yang luar biasa.
Jadi, apa sebenarnya komputasi kuantum itu, dan bagaimana pengaruhnya terhadap dunia kita di masa depan?
Apa itu Komputasi Kuantum?
Meskipun dinamika komputasi kuantum masih dipelajari hari ini, awalnya muncul pada 1980-an oleh fisikawan Paul Benioff. Saat ini, Benioff mengusulkan model komputasi kuantum dari mesin Turing. Setelah itu, orang-orang selanjutnya membantu mengembangkan teori dan penerapan komputasi kuantum, termasuk Isaac Chuang dan Neil Gershenfeld.
Definisi komputasi kuantum sedikit berbeda tergantung pada situs yang Anda kunjungi. Bentuknya yang paling dasar adalah sejenis komputasi yang mengandalkan mekanika kuantum untuk bekerja. Sementara komputer kuantum dulunya hanya sebuah teori di atas kertas, mereka sekarang menjadi hidup.
Jadi, komputer kuantum macam apa yang kita hadapi saat ini?
Komputasi kuantum masih sangat banyak dalam pengembangan. Ini adalah bidang yang sangat kompleks yang telah digantikan oleh banyak model prototipe, seperti komputer kuantum Google Sycamore. Pada tahun 2019, Google mengumumkan bahwa Sycamore membutuhkan waktu beberapa menit untuk menyelesaikan perhitungan yang akan memakan waktu superkomputer selama 10.000 tahun. Tapi apa bedanya dengan komputer kuantum? Bagaimana mereka bisa melakukan prestasi sebesar itu?
Dasar-dasar Komputasi Kuantum
Komputer tipikal menggunakan unit yang dikenal sebagai bit untuk berfungsi. Sebuah bit dapat dan hanya akan memiliki salah satu dari dua nilai: nol atau satu. Bit-bit ini digunakan untuk menulis kode biner, sebuah kebutuhan pokok dalam dunia komputasi.
Di sisi lain, sesuatu yang dikenal sebagai bit kuantum (qubit) adalah unit paling dasar dari komputer kuantum. Unit-unit inilah yang dibutuhkan komputer kuantum untuk menyimpan data dan menjalankan fungsi. Sebuah qubit dapat membawa informasi dalam keadaan kuantum dan dapat dihasilkan dalam beberapa cara, seperti melalui putaran elektron.
Qubit juga dapat mengambil berbagai bentuk, seperti foton atau ion yang terperangkap. Ini adalah partikel yang sangat kecil yang membentuk dasar alam semesta kita.
Qubit memiliki banyak potensi. Mereka saat ini digunakan di komputer kuantum untuk memecahkan algoritma kuantum multidimensi dan menjalankan model kuantum. Apa yang luar biasa tentang qubit adalah bahwa mereka dapat ada di banyak negara secara bersamaan. Ini berarti mereka bisa secara bersamaan menjadi nol, satu, atau apa pun di antaranya.
Karena sifat ini, qubit dapat mempertimbangkan banyak kemungkinan sekaligus, yang memberi komputer kuantum kemampuan untuk melakukan perhitungan sebelum status objek dapat diukur. Ini memungkinkan komputer kuantum untuk memecahkan masalah kompleks jauh lebih cepat daripada komputer biasa.
Kelebihan Komputer Quantum
Keuntungan terbesar dari komputer kuantum adalah kecepatan di mana mereka dapat melakukan perhitungan. Teknologi semacam itu dapat memberikan kecepatan komputasi yang tidak akan pernah dapat dicapai oleh komputer tradisional. Komputer kuantum juga jauh lebih mampu memecahkan masalah yang lebih kompleks daripada komputer biasa dan dapat menjalankan simulasi yang sangat rumit.
Kemampuan canggih yang dimiliki oleh komputer kuantum ini terkadang disebut sebagai "superioritas kuantum," karena mereka memiliki potensi yang jauh melampaui apa komputer, atau bahkan superkomputer canggih, bisa dicapai dalam beberapa tahun atau dekade mendatang. Tetapi komputer kuantum sama sekali tidak sempurna. Mesin-mesin ini hadir dengan beberapa kelemahan yang dapat memengaruhi kesuksesan mereka di masa depan.
Kelemahan Komputer Quantum
Karena komputer kuantum masih dalam tahap prototipe, masih banyak masalah yang harus diatasi.
Pertama, komputer kuantum membutuhkan lingkungan ekstrem untuk berfungsi. Faktanya, mesin ini harus ada di suhu sekitar 450 derajat Fahrenheit. Ini menyulitkan komputer kuantum untuk diakses oleh sebagian besar perusahaan dan publik. Selain itu, komputer kuantum sangat besar dibandingkan dengan model standar saat ini, mirip dengan ukuran komputer pertama. Meskipun hal ini kemungkinan besar akan berubah di masa mendatang, hal ini akan berkontribusi pada tidak dapat diaksesnya teknologi ini untuk orang biasa di fase awal pengembangan.
Komputer kuantum juga masih menghadapi tingkat kesalahan yang terlalu tinggi. Untuk keberhasilan integrasi ke berbagai industri, kami perlu memastikan bahwa mesin-mesin ini memberikan tingkat keberhasilan yang tinggi sehingga dapat diandalkan.
Sekarang setelah kita memahami dasar-dasar komputasi kuantum serta kelebihan dan kekurangannya, mari kita bahas bagaimana teknologi ini dapat diterapkan di berbagai industri.
Penggunaan Komputasi Kuantum
Karena komputasi kuantum masih dalam tahap pengembangan awal, banyak ide yang dilemparkan tentang apa yang bisa dilakukan suatu hari nanti. Ada banyak kesalahpahaman di luar sana tentang komputer kuantum, yang sebagian besar disebabkan oleh kesalahpahaman tentang teknologinya. Beberapa orang mengusulkan bahwa komputer kuantum akan digunakan untuk memasuki alam semesta paralel atau bahkan mensimulasikan perjalanan waktu.
Meskipun kemungkinan ini tidak dapat dikesampingkan, kita harus fokus pada aplikasi komputasi kuantum yang lebih realistis yang dapat dicapai selama beberapa dekade mendatang. Jadi, mari masuk ke aplikasi komputasi kuantum.
1. Kecerdasan Buatan dan Pembelajaran Mesin
Kecerdasan buatan dan pembelajaran mesin adalah dua teknologi lain yang tampak hampir futuristik tetapi menjadi lebih maju seiring berlalunya waktu. Seiring perkembangan teknologi ini, kita mungkin perlu beralih dari komputer standar. Di sinilah komputer kuantum dapat masuk, dengan potensinya yang besar untuk memproses fungsi dan menyelesaikan kalkulasi dengan cepat.
2. Keamanan cyber
Ketika penjahat dunia maya menjadi lebih canggih, kebutuhan kita akan keamanan dunia maya tingkat tinggi meningkat. Hari ini, kejahatan dunia maya sangat mengkhawatirkan, dengan ribuan orang menjadi sasaran setiap bulan.
Dengan menggunakan komputasi kuantum, suatu hari kita mungkin dapat dengan lebih mudah mengembangkan protokol keamanan siber tingkat tinggi yang dapat menangani serangan yang paling canggih sekalipun.
Komputasi kuantum juga memiliki potensi untuk membantu kriptografi, khususnya di bidang yang dikenal sebagai kriptografi kuantum. Ini mengeksplorasi tindakan memanfaatkan mekanika kuantum untuk menjalankan fungsi kriptografi.
3. Pengembangan Obat
Kemampuan komputer kuantum untuk memprediksi hasil dari situasi dapat membuat mereka efektif dalam pengembangan obat. Komputer kuantum suatu hari nanti dapat membantu memprediksi bagaimana molekul tertentu bertindak dalam skenario tertentu. Misalnya, komputer kuantum dapat meramalkan bagaimana perilaku obat di dalam tubuh seseorang.
Tingkat penelitian yang meningkat ini dapat membuat periode trial-and-error pengembangan obat menjadi jauh lebih mudah.
Kekhawatiran Sekitar Komputasi Kuantum
Ketika jenis teknologi baru sedang berkembang, wajar jika orang merasa sedikit khawatir. Jadi, haruskah komputasi kuantum menjadi perhatian kita?
Ada banyak pembicaraan tentang keamanan siber risiko yang ditimbulkan oleh komputer kuantum. Meskipun komputer kuantum dapat membantu mencapai tingkat keamanan digital yang lebih tinggi, hal-hal bisa sebaliknya. Meskipun saat ini ancaman ini bersifat hipotetis, ada kemungkinan ancaman ini dapat berkembang menjadi masalah di tahun-tahun mendatang, terutama ketika komputer kuantum dapat diakses secara lebih luas populasi. Beberapa perusahaan sudah menawarkan "VPN tahan kuantum" layanan di antisipasi.
Karena komputer kuantum dapat memecahkan masalah yang sangat kompleks, potensinya untuk meretas kata sandi dan dekripsi data meningkat. Meskipun superkomputer kesulitan menemukan kunci dekripsi yang besar, komputer kuantum suatu hari nanti mungkin memiliki kemampuan untuk mendekripsi data sensitif dengan mudah, yang akan menjadi kabar baik bagi pelaku kejahatan.
Komputasi Kuantum Akan Mendorong Kita Menuju Masa Depan
Kemungkinan yang ditawarkan oleh komputasi kuantum sangat luar biasa dan suatu hari akan dapat dicapai. Meskipun komputasi kuantum masih dalam tahap awal, kemajuan berkelanjutan di bidang ini dapat membawa kita pada pencapaian teknologi yang luar biasa. Hanya waktu yang akan membuktikannya dengan yang satu ini!
