Namun dalam teori kuantum, kita tidak mengetahui secara pasti apakah uranium telah membusuk. Jadi kita harus menambahkan fungsi gelombang atom yang membusuk dengan fungsi gelombang utuh. Namun ini berarti untuk dapat mendeskripsikan kucing, kita harus menambahkan dua keadaan kucing tersebut. Jadi, kucing tidak mati dan tidak hidup. Ini direpresentasikan sebagai jumlah kucing mati dan kucing hidup!Â
Absurd bukan? Tetapi seperti yang pernah dikatakan oleh fisikawan Richard Feynman, "mekanika kuantum menggambarkan alam sebagai sesuatu yang absurd dari sudut pandang akal sehat. Dan itu sepenuhnya sesuai dengan eksperimen. Jadi saya harap anda bisa menerima alam apa adanya.... tidak masuk akal."
Sekarang mari kita kembali pada uraian tentang komputer kuantum. Bayangkan serangkaian atom yang sejajar dalam medan magnet, dengan putaran yang sejajar dalam satu cara. Jika sinar laser disinari pada serangkaian atom ini, maka sinar laser akan memantul dari kumpulan atom tersebut, membalikan sumbu putaran beberapa atom. Dengan mengukur perbedaan antara sinar laser yang masuk dan keluar, maka kita telah menyelesaikan "perhitungan" kuantum yang rumit yang melibatkan pembalikan banyak putaran.
Namun, diantara banyaknya kemajuan dalam berbagai hal terkait komputer kuantum, teknologi ini masih memiliki semacam kelemahan: menjaga koherensi untuk sekumpulan atom yang besar, atau kita bisa menyebutnya dengan masalah "dekoherensi"
Kita kembali pada persoalan pada elektron yang terbelit. Semakin banyak qubit yang terbelit secara bersamaan, maka mereka bisa bekerja secara koheren untuk memproses banyak pilihan secara serentak, jauh lebih unggul dan efisien dari pada pendahulu generasi sebelumnya. Namun sekali lagi, alat seperti itu tidaklah mudah. Keadaan kuantum terbelit (quantum entangled state) sangatlah halus dan hanya bisa dipertahankan pada kondisi khusus selama jangka waktu pendek. Tantangan yang dihadapi  justru bukanlah untuk menemukan seemacam metode isolasi dan perlindungan tingkat kuantum tersebut terhadap lingkungan sekitarnya (yang menghancurkan koherensi kuantum), melainkan kemampuan mengendalikan masukan dan keluaran informasi yang diproses oleh qubit. Tantangan itu kian sulit ditaklukan seiring bertambahnya qubit yang terbelit. Dan segera setelah komputasi diselesaikan, salah satu keadaan akhir (final state) mungkin di superposisi dipilih, lalu diamplifikasikan sehingga terbaca menggunakan alat makroskopis (klasik), ini adalah salah satu masalah rumit penerapan yang belum terpecahkan.
Sekali lagi, seperti yang telah diuraikan diatas, koherensi sangatlah sulit dipertahankan bahkan di ruangan khusus atau di laboratorium sekalipun. Getaran sekecil apapun dapat mengganggu koherensi 2 atom dan merusak komputasi. Saat ini sangat sulit untuk mempertahankan koherensi pada lebih dari segelintir atom. Atom-atom yang awalnya berada dalam fase, mulai terdekohesi dalam hitungan nanodetik hingga, paling banter, satu detik.Untuk membangun kuantum komputer yang berguna, kita memerlukan ratusan hingga jutaan atom yang bergetar secara serempak, sebuah pencapaian yang mungkin diluar kemampuan kita saat ini. Oleh karena itu, taruhannya sangat tinggi. Jika kita bisa memecahkan masalah koherensi, bukan saja akan menjadi terobosan yang sangat penting dan kita juga mungkin akan akan memiliki kemampuan untuk memajukan segala jenis teknologi dengan cara yang tak terhitungkan. Dan karena itu, saya sedang berpikir tentang ide teleportasi... yaa teleportasi! Dengan memecahkan pemasalahan dekoherensi, ide tentang teleportasi akan sangat sekali dimungkinkan (yang mungkin akan saya bahas pada artikel lain di lain waktu, hehe. Soon!)
Kini, terlepas dari berbagai tantangan sulit itu, lab- lab riset diseluruh dunia sedang berlomba membangun komputer kuantum tulen yang pertama. Hanya beberapa tahun yang lalu, kemungkinan penciptaan alat ini bahkan dikira mustahil. Namun sekarang, para peneliti berbincang tentang impian mereka yang akan terlaksana dalam satu atau dua dasawarsa ke depan, purwarupa rudimenter pun sudah ada. Sementara ini, terdapat beberapa pendekatan untuk membangun komputer kuantum, dan kita belum mengetahui pendekatan mana yang paling praktis. Biasanya, qubit dapat diciptakan dari sembarang zarah subatomik yang menunjukan perilaku kuantum, serta terbelit bersama, seperti elektron dan foton, atau ion yang tersuspensi di medan elektromagnetik, atau atom yang terperangkap di dalam sorot laser, atau cairan dan benda padat khusus yang 'spin' kuantum inti-inti atomnya bisa diselidiki menggunakan resonansi magnetik inti (nuclear magnetic resonance).
Dua raksasa komputasi, IBM dan Google, kini tengah berlomba membangun komputer kuantum tulen yang pertama, tapi belum ada yang mampu membangun semacam sistem multi-qubit stabil yang bertahan cukup lama untuk melangsungkan komputasi kuantum yang layak. Terdapat juga banyak perusahaan rintisan (start-up) yang sedang mendalami masalah itu. Beberapa befokus ke stabilitas, sementara yang berfokus ke peningkatan jumlah qubit yang terbelit. Berbagai kemajuan terus diraih, dan saya yakin komputer kuantum yang merakyat akan menjadi kenyataan pada masa hidup saya!
Yang penting untuk diperhatikan adalah bahwa tantangan yang kita hadapi bukan hanya dari segi perancangan keras. Komputer kuantum juga perlu perangkat lunak khusus untuk menjalankannya, algoritma kuantum. Algoritma kuantum yang terkenal adalah algoritma faktorisasi Shor (Shor's factorization algorithm) dan algoritma pencarian Grover (Grover's factorization algorithm), algoritma faktorisasi Shor ini berperan tentang bagaimana komputer kuantum menguraikan angka besar dan algoritma pencarian Grover ialah salah satu algoritma kuantum yang diusulkan untuk menunjukan keunggulan kuantum, misalnya dalam hal 'percepatan kuadrat', dibandingkan dengan generasi sebelumnya.
Suatu saat, komputer kuantum akan dipakai untuk memecahkan masalah-masalah lintas disiplin yang luas, dari matematika, kimia, kedokteran, hingga kecerdasan buatan. Para ahli kimia sudah tidak sabar ingin menggunakan komputer kuantum untuk memodelkan reaksi kimia yang sangat kompleks. Raksasa komputasi, Google mengembangkan alat kuantum rudimenter yang mampu membuat simulasi satu molekul hidrogen untuk pertama kali! Sesudahnya, IBM melajutkan pembuatan model perilaku molekul-molekul yang lebih kompleks. Pada akhirnya, para peneliti berharap mereka akan mampu memanfaatkan simulasi kuantum untuk merancang molekul sintetis dan mengembangkan obat-obatan baru.Â
Di bidang pertanian, ahli kimia bisa menggunakan komputer kuantum untuk menemukan katalis pupuk baru sehingga emisi gas rumah kaca bisa dikurangi dan produksi pangan bisa ditingkatkan. Di bidang AI, komputer kuantum bakal mempercepat optimisasi komples di pembelajaran mesin (machine learning)Â secara drastis. Peran itu penting diberagam industri yang bergantung pada peningkatan produktivitas dan efisiensi untuk memaksimalkan suatu hasil. Kehadiran komputer kuantum kemungkinan besar akan merevolusi bidang teknik sistem (system engineering) dengan cara mengantarkan wawasan optimisasi demi penyederhanaan keluaran dan pengurangan limbah. Tak lama lagi insinyur kuantum akan merambah cakupan bidang yang luas, dari mekanika kuantum dan teknik elektronik sampai teknik sistem, AI, dan ilmu komputer.
