Batasan dan Masa Depan Komputer Kuantum yang Mulai Diminati Ilmuwan

Dengan kemajuan perangkat keras yang berkelanjutan, terjadi pula pengembangan yang sesuai dalam perangkat lunak dan algoritma kuantum. Mencakup spektrum bidang yang luas, aplikasi ini meliputi:

• Algoritma Shor: Kemampuan memfaktorkan bilangan besar dengan laju eksponensial dibandingkan dengan teknik klasik memiliki konsekuensi besar terhadap potensi kompromi pada teknologi enkripsi saat ini.
• Algoritma Grover: Percepatan pencarian database dan masalah optimasi bersifat kuadrat dibandingkan dengan metodologi tradisional.
• Simulasi Kuantum: Pemanfaatan simulasi kuantum dalam pengembangan obat dan ilmu material mempunyai potensi membawa kemajuan signifikan di kedua bidang.

Saat mempertimbangkan tumpukan sistem perangkat lunak dan perangkat keras, jelas bahwa komputer kuantum memerlukan kerangka perangkat lunak yang secara fundamental beragam dibandingkan dengan komputer klasik. Saat ini, dua metode terpisah sedang diamati dalam hal ini:

• Beberapa perusahaan terkemuka saat ini sedang mengembangkan komputer kuantum, dengan penciptaan bahasa pemrograman berpemilik.
• Banyak perusahaan baru yang menghadirkan solusi perangkat lunak agnostik teknologi kuantum yang berpotensi untuk digunakan di beberapa platform kuantum, termasuk pemimpin industri seperti Google dan IBM.

Batasan Komputerisasi Kuantum

Namun demikian, komputerisasi kuantum bukannya tanpa masalah bawaannya. Sistem kuantum menunjukkan tingkat kerapuhan dan kerentanan yang tinggi terhadap faktor eksternal seperti kebisingan dan kesalahan, sehingga memerlukan penerapan algoritme koreksi kesalahan tingkat lanjut dan peningkatan perangkat keras. Batasan yang terus ada terletak pada penciptaan algoritma kuantum praktis yang dapat secara efektif mengatasi tantangan dunia nyata.

Menurut Alain Aspect, fisikawan Perancis yang dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 2022 atas karya rintisannya di bidang mekanika kuantum, komputerisasi kuantum saat ini menghadapi dua kendala utama:

1. Yang pertama adalah dekoherensi, yang terutama terkait dengan pelindung dan pendinginan atom.
2. Kesulitan lainnya adalah kemungkinan menghubungkan situs mana pun ke situs lain secara sewenang-wenang.

Namun, ia yakin bahwa tidak ada hal yang mustahil untuk menyelesaikan permasalahan ini; ini hanyalah masalah rekayasa dan ide-ide cemerlang. Agar komputer kuantum terjangkau dan tersedia secara komersial, ada tiga kendala tambahan yang harus diatasi:

• Memanfaatkan koreksi kesalahan kode permukaan untuk mendeteksi dan memperbaiki keadaan kuantum rapuh dari masing-masing qubit.
• Pengembangan perangkat lunak yang tidak bergantung pada perangkat keras, atau perangkat lunak yang tidak bergantung pada platform perangkat keras tempat perangkat lunak tersebut beroperasi.
• Mengembangkan perangkat keras elektronik baru untuk mengontrol dan membaca qubit individual, serta perangkat keras kriogenik.

Penciptaan komputer kuantum menghadirkan tantangan desain yang belum pernah terjadi sebelumnya karena kebutuhan untuk menjaga qubit individu tetap stabil dan tidak dapat diubah.

Untuk meminimalkan kebisingan sebanyak mungkin, hal ini sering kali mengharuskan pembangkitan suhu mendekati nol mutlak. Akibatnya, perangkat keras komputerisasi kuantum biasanya disimpan dalam lemari pendingin pengenceran kriogenik.

Kesulitannya terletak pada menghubungkan perangkat kuantum suhu rendah dengan elektronik kontrol yang biasanya beroperasi pada suhu sekitar. Mengingat prosesor kuantum generasi berikutnya akan mampu mengintegrasikan lebih dari seribu qubit, prosedur ini memerlukan pengkabelan yang sangat rumit.

BACA JUGA:Dampak Positif dan Negatif Penerapan AI Bagi Keberlangsungan Hidup Manusia

BACA JUGA:Google Glass, Teknologi Kacamata Masa Depan yang Batal Di Jual karena Kontroversinya!

Langkah Masa Depan Dalam Komputerisasi Kuantum

Kemajuan signifikan telah dicapai dalam komputerisasi kuantum, namun masih banyak kendala yang memerlukan perhatian dan penyelesaian lebih lanjut. Berikut ini adalah beberapa bidang penting yang diperkirakan akan mengalami kemajuan di masa depan:

Koreksi kesalahan: Variabel lingkungan dan dekoherensi dapat menyebabkan kesalahan pada komputer kuantum. Penerapan kode koreksi kesalahan memainkan peran penting dalam pengembangan mesin kuantum yang dapat diandalkan dan terukur.

• Keunggulan kuantum: Juga dikenal sebagai supremasi kuantum, istilah ini menunjukkan titik di mana komputer kuantum melampaui kemampuan komputerisasi komputer klasik paling canggih. Untuk mencapai tujuan ini, sangatlah penting untuk terus mengeksplorasi dan memperluas batasan perangkat keras dan algoritma kuantum.
• AI: Pemanfaatan komputerisasi kuantum untuk meningkatkan pembelajaran mesin dan algoritma AI menunjukkan harapan yang signifikan, karena memfasilitasi penyelesaian masalah rumit yang lebih efisien.
• Kriptografi: Bidang komunikasi kuantum dan kriptografi memiliki potensi untuk memberikan keamanan yang tak tertandingi dengan memanfaatkan prinsip dasar keterikatan kuantum. Pembentukan internet kuantum dan pengembangan saluran komunikasi kuantum yang aman akan berdampak besar pada kawasan ini.

Keamanan juga menjadi perhatian utama, karena munculnya prosesor kuantum yang mampu mengeksekusi algoritma Shor akan membuat semua algoritma kriptografi asimetris menjadi tidak aman, termasuk RSA, ECC, dan algoritma yang didasarkan pada masalah matematika pemfaktoran bilangan bulat, logaritma diskrit, dan logaritma diskrit pada kurva elips.

Sumber: