Mohon tunggu...
Fuad Afif
Fuad Afif Mohon Tunggu... Mahasiswa - doubting and questioning

Student of knowledge

Selanjutnya

Tutup

Ilmu Alam & Tekno

Revolusi Kuantum: Komputer Kuantum dan Sains abad ke-21

16 Februari 2024   08:18 Diperbarui: 24 Juli 2024   11:09 180
+
Laporkan Konten
Laporkan Akun
Kompasiana adalah platform blog. Konten ini menjadi tanggung jawab bloger dan tidak mewakili pandangan redaksi Kompas.
Lihat foto
Ilmu Alam dan Teknologi. Sumber ilustrasi: PEXELS/Anthony

Generasi kedua terjadi ketika perang dunia ke-2, ketika komputer analog terlalu primitif untuk memecahkan "Enigma" (kode rahasia Jerman), lalu pekerjaan tersebut diberikan kepada seorang matematikawan bernama Alan turing. Alan turing adalah orang yang banyak mengkodifikasikan hukum komputasi, ke dalam apa yang disebut dengan "Turing machine" dan tentu saja, itu adalah digital. Hari ini, revolusi digital didasarkan pada transistor, ia beroperasi pada hitungan biner 0 dan 1 (on dan off) dengan kecepatan listrik.

Generasi berikutnya, tentu saja adalah melampaui komputer digital ialah era kuantum! Richard Feynman adalah salah satu  dari pendiri elektrodinamika kuantum, dia bertanya tentang pertanyaan sederhana: seberapa kecil kita dapat membuat transistor? Dan dia menyadari bahwa 'the ultimate transistor' adalah Atom! Satu atom dapat dapat mengendalikan aliran listrik, tidak hanya berhitung pada hitungan biner 0 dan 1 sebagaimana transistor tadi, tetapi segala sesuatu diantaranya (superposisi kuantum). Dan itulah komputer kuantum, komputer yang dikomputasikan oleh atom.

Suatu hari nanti, komputer kuantum mungkin akan menggantikan komputer digital di meja kita. Dengan kehadiran komputer kuantum, maka komputer yang bebasis silikon diperkirakan akan mencapai batas fisik nya, setidaknya dalam hal peningkatan daya. Karena itu, suatu hari nanti Silicon Valley bisa saja berubah menjadi Rush Belt, digantikan oleh teknologi baru yang muncul dari komputasi kuantum. Rangkaian komputer baru yang lebih kuat diperlukan jika teknologi ingin terus maju.

Bahkan pada faktanya, masa depan perekonomian dunia suatu hari mungkin akan bergantung pada teknologi komputer kuantum ini, sehingga terdapat minat komersial yang sangat besar terhadap teknologi ini. CIA dan organisasi rahasia lainnya juga sangat tertarik pada komputer kuantum ini. Banyak kode rahasia dunia yang bergantung pada semacam "kunci", yang merupakan bilangan bulat yang sangat besar, dan kemampuan seseorang untuk memfaktorkannya menjadi bilangan prima. Jika kuncinya adalah hasil perkalian dua angka, yang masing-masing terdiri dari seratus digit, maka komputer digital mungkin memerlukan waktu lebih dari seratus tahun untuk menemukan kedua faktor ini dari awal. Kode seperti itu pada dasarnya tidak dapat dipecahkan saat ini!

Namun fisikawan Peter Shor dari Bell Labs menunjukan bahwa memfaktorkan bilangan besar bisa menjadi "permainan anak-anak" bagi komputer kuantum. Penemuan ini tentunya langsung menarik perhatian dan minat para komunitas intelijen. Pada prinsipnya, komputer kuantum dapat memecahkan semua kode di dunia, sehingga membuat keamanan sistem komputer saat ini menjadi kacau balau. Negara pertama yang mampu membangun sistem seperti itu akan mampu mengungkap berbagai rahasia terdalam negara dan oraganisasi lain.

Berikutnya akan diuraikan tentang bagaimana komputer kuantum itu bekerja secara teknis, berikut uraiannya.

Komputer kuantum langsung mengandalkan fitur dunia kuantum yang cenderung kontraintuitif. Sebagaimana kita tahu bahwa teori kuantum didasarkan peluang, keberuntungan dan probabilitas, berbeda dengan teori Newton yang memberikan jawaban yang pasti, teori kuantum hanya memberikan probabilitas. 

Di komputasi klasik, informasi disimpan  dan di proses dalam bentuk "bit" (yang merupakan kependekan dari binary digit). Satu bit informasi bisa memiliki salah satu nilai: nol atau satu. Sedangkan komputer kuantum beroperasi berdasarkan  "qubit" (quantum digit), yang tidak terpaku hanya pada satu atau nol saja, seperti sistem biner. Justru, satu qubit dapat dapat mewujud  di superposisi kuantum nol dan satu secara bersamaan bersamaan (sebagaimana yang telah disinggung sebelumnya), sehingga dia mampu menyimpan lebih banyak informasi. 

Sederhananya, satu qubit sama dengan satu elektron yang 'spin' kuantumnya yang secara probabilitas menunjuk paralel (disebut 'spin' naik) atau antiparalel (disebut 'spin' turun) terhadap medan magnetik yang diterapkan. Jika satu denyut elektromagnetik tambahan diberikan, maka 'spin' elektron dapat berbalik dari paralel (0) menjadi antiparalel (1). Namun karena elektron adalah zarah kuantum, maka sebetulnya denyut elektromagnetik itu juga dapat diletakan di superposisi 'spin' naik (0) dan turun (1) pada waktu yang bersamaan. Ketika dua elektron terbelit, maka ia dapat diletakan di superposisi empat tingkat kuantum dengan serentak, yaitu 00, 01, 10, dan 11. Lalu, dengan semakin qubit ditambahkan, maka sirkuit logika kuantum yang rumit bisa dikembangkan.

Mungkin saya akan coba untuk lebih menyederhanakan lagi, jika uraian diatas adalah terlalu teknis. Kita tahu bahwa komputer digital menghitung pada sistem biner 0 dan 1, yang disebut bit. Namun, komputer kuantum jauh lebih kuat. Mereka dapat menghitung qubit, yang dapat mengambil nilai "antara" 0 dan 1. Bayangkan sebuah sebuah atom yang ditempatkan di medan magnet. Ia berputar seperti gasing, sehingga sumbu putarannya bisa mengarah ke atas atau ke bawah. Akal sehat mengatakan mengatakan kepada kita bahwa putaran atom bisa naik atau turun, tetapi tidak keduanya sekaligus. Namun dalam dunia kuantum yang aneh, atom digambarkan sebagai jumlah dari dua keadaan, jumlah atom yang berputar ke atas dan atom yang berputar ke bawah. Di dunia kuantum, setiap objek digambarkan dengan jumlah semua keadaan yang mungkin terjadi. Jika besar kucing dideskripsikan dengan cara kuantum ini, berarti kita harus menambahkan fungsi gelombang kucing hidup ke kucing mati, sehingga kucing tersebut tidak mati dan tidak hidup (ide dikenal dengan nama paradoks "cat schrodinger", sebuah 'thougt experiment' yang digagas oleh fisikawan Erwin schrodinger). 

Mungkin sebagai catatan kaki, akan diterangkan terlebih dahulu terkait apa itu "cat schrodinger". Paradoks cat schrodinger adalah sebagai berikut: seekor kucing ditempatkan di dalam kotak tertutup dengan pistol yang diarahkan ke kucing (dan pelatuknya kemudian dihubungkan ke penghitung Geiger di sebelah sepotong uranium). Biasanya ketika atom uranium meluruh, ia akan memicu penghitung Geiger dan kemudian pistol dan kucing tersebut terbunuh. Atom uranium bisa meluruh atau tidak, kucing itu hidup atau mati. Ini hanyalah akal sehat.

HALAMAN :
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
Mohon tunggu...

Lihat Konten Ilmu Alam & Tekno Selengkapnya
Lihat Ilmu Alam & Tekno Selengkapnya
Beri Komentar
Berkomentarlah secara bijaksana dan bertanggung jawab. Komentar sepenuhnya menjadi tanggung jawab komentator seperti diatur dalam UU ITE

Belum ada komentar. Jadilah yang pertama untuk memberikan komentar!
LAPORKAN KONTEN
Alasan
Laporkan Konten
Laporkan Akun