Google mengumumkan terobosan besar komputasi kuantum pada hari Rabu, mengklaim bahwa mereka telah mencapai keunggulan kuantum pertama yang dapat diverifikasi. Algoritme “Quantum Echoes”Google yang baru, yang dijalankan pada chip Willow-nya, melakukan perhitungan rumit yang 13.000 kali lebih cepat daripada yang dapat disimulasikan oleh superkomputer terkemuka di dunia.
Diperinci dalam jurnal ilmiah Alam, pencapaian ini menandai langkah penting menuju pembangunan mesin kuantum praktis.
Para peneliti yakin sistem ini suatu hari nanti dapat memecahkan masalah sulit yang saat ini ada di bidang kedokteran, ilmu material, dan bidang lainnya. Tonggak sejarah ini menggeser perlombaan kuantum dari sains murni menuju rekayasa yang dapat diverifikasi dan diulangi dengan penerapan di dunia nyata.
Seperti yang dinyatakan Google dalam pengumumannya, “Ini adalah pertama kalinya dalam sejarah komputer kuantum mana pun berhasil menjalankan algoritme yang dapat diverifikasi dan melampaui kemampuan superkomputer.”
Tonggak Baru: Keunggulan Quantum yang Dapat Diverifikasi
Menjalankan penghitungan 13.000 kali lebih cepat dibandingkan superkomputer, Pencapaian terbaru Google lebih dari sekadar rekor kecepatan. Hal ini mewakili kemajuan mendasar dalam keandalan dan kepercayaan perangkat keras kuantum, sebuah rintangan krusial yang harus diatasi oleh industri ini.
Dilakukan dengan prosesor Willow 105-qubit, eksperimen ini berhasil menjalankan algoritme fisika yang memodelkan bagaimana informasi menyebar dan memfokuskan kembali melalui sistem kuantum.
Di balik angka-angka yang menjadi berita utama terdapat pencapaian yang lebih besar: kemampuan verifikasi. Untuk pertama kalinya, komputer kuantum telah menunjukkan percepatan dalam suatu tugas yang dapat diulang dan diperiksa secara andal.
Hal ini berbeda dengan demonstrasi “supremasi kuantum” sebelumnya, yang merupakan terobosan tetapi lebih sulit untuk dikonfirmasi secara independen. Menurut CEO Google Sundar Pichai, “Hasilnya dapat diverifikasi, yang berarti hasilnya dapat diulangi oleh komputer kuantum lain atau dikonfirmasi melalui eksperimen.”
Kemampuan seperti itu menggerakkan teknologi lebih dari sekedar demonstrasi ke ranah kemajuan yang konsisten dan dipimpin oleh para insinyur.
Disebut Quantum Echoes, teknik baru ini bekerja dengan mengirimkan sinyal yang dibuat secara cermat ke dalam sistem kuantum. Para peneliti kemudian mengganggu satu qubit dan secara tepat membalikkan evolusi sinyal untuk mendengarkan “gema” yang kembali.
Gema ini, diperkuat oleh fenomena yang disebut interferensi konstruktif, mengungkapkan informasi yang sangat sensitif tentang struktur dan dinamika sistem.
Selama bertahun-tahun, potensi komputasi kuantum telah diredam oleh tantangan kesalahan dan ketidakstabilan. Terobosan ini dibangun berdasarkan keberhasilan chip Willow pada tahun 2024 dalam mencapai koreksi kesalahan “di bawah ambang batas”.
Pencapaian tersebut membuktikan bahwa ketika qubit mencapai kualitas tertentu, peningkatan skala sistem sebenarnya dapat mengurangi kesalahan alih-alih memperbesar kesalahan, sehingga membuka jalan bagi prosesor yang lebih besar dan lebih stabil.
Dari Lab Bench hingga Dunia Nyata: Aplikasi dan Ancaman
Dengan tingkat presisi baru ini, Google optimis tentang jalur menuju kasus penggunaan praktis. Hartmut Neven, Pendiri dan Pimpinan Google Quantum AI, memproyeksikan garis waktu yang jelas: “Dengan gema kuantum, kami terus optimis bahwa dalam waktu lima tahun kita akan melihat aplikasi dunia nyata yang hanya mungkin dilakukan pada komputer kuantum.”
Aplikasi yang paling menjanjikan adalah dalam simulasi alam pada tingkat molekuler, sebuah tugas yang bahkan tidak dapat dilakukan oleh komputer klasik paling canggih sekalipun.
Lebih mendalam lagi Pemahaman tentang interaksi ini dapat membuka katalis baru, baterai yang lebih efisien, dan obat-obatan baru.
Dalam percobaan pembuktian prinsip yang dilakukan oleh University of California, Berkeley, para peneliti menggunakan teknik Quantum Echoes untuk menganalisis struktur molekul.
Hasilnya menunjukkan bahwa metode ini dapat menjadi alat yang ampuh untuk penemuan obat dan ilmu material. Seperti yang dijelaskan Google dalam pengumumannya, “Sama seperti teleskop dan mikroskop yang membuka dunia baru yang tak terlihat, eksperimen ini merupakan sebuah langkah menuju ‘lingkup kuantum’ yang mampu mengukur fenomena alam yang sebelumnya tidak dapat diamati.”
Namun, peningkatan kekuatan mesin kuantum juga membawa ancaman signifikan ke fokus yang lebih tajam: potensi untuk memecahkan enkripsi modern.
Kemajuan sebesar ini memberikan hal baru. urgensi terhadap vektor serangan “Panen Sekarang, Dekripsi Nanti”, yang mana musuh mencuri data terenkripsi saat ini dengan tujuan mendekripsinya setelah komputer kuantum yang kuat tersedia.
Ancaman seperti itu telah terjadi mendorong badan pemerintah seperti NIST untuk menyelesaikan standar kriptografi pasca-kuantum (PQC) guna mempertahankan diri dari serangan di masa depan.
Risiko langsung ditimbulkan pada aset dan komunikasi digital. Seperti yang dikatakan Christopher Peikert, seorang profesor di Universitas Michigan, Decrypt, “Komputasi kuantum memiliki probabilitas yang masuk akal—lebih dari lima persen—untuk menjadi risiko jangka panjang yang besar, bahkan eksistensial. ke Bitcoin dan mata uang kripto lainnya.”
Hitungan mundur menuju dunia pasca-kuantum semakin nyaring.
Perlombaan yang Ramai Menuju Masa Depan Kuantum
Pencapaian Google berada di bidang persaingan yang sangat ketat di mana raksasa teknologi mempertaruhkan miliaran dolar pada berbagai strategi berbeda untuk membangun komputer kuantum yang toleran terhadap kesalahan.
Meskipun Google berfokus untuk menunjukkan kecepatan yang dapat diverifikasi dengan qubit superkonduktornya, para pesaingnya mengeksplorasi jalur yang berbeda secara mendasar, masing-masing dengan risiko dan potensi keuntungannya sendiri.
IBM, pionir di bidang ini, telah menyusun peta jalan ambisius yang menargetkan sistem yang toleran terhadap kesalahan pada tahun 2029. Strateginya bergantung pada perubahan terbaru menuju kode koreksi kesalahan yang lebih efisien. seperti qLDPC, yang bertujuan untuk secara dramatis mengurangi jumlah qubit fisik yang diperlukan untuk membuat satu qubit logis yang stabil.
AWS Amazon, dengan chip Ocelot-nya, merekayasa “qubit bosonik”yang dirancang untuk secara alami menekan kesalahan tertentu pada tingkat perangkat keras. Filosofi mereka adalah membangun koreksi kesalahan ke dalam arsitektur dari awal, bukan menambahkannya di kemudian hari.
Microsoft menerapkan strategi ganda yang berani. Perusahaan ini mendukung komputer kuantum atom netral yang besar di Denmark sekaligus mengembangkan “qubit topologi” yang berisiko tinggi dan bernilai tinggi.
Chip Majorana 1 miliknya bertujuan untuk menciptakan qubit yang secara inheren stabil, yang secara teoritis dapat menghilangkan kebutuhan akan koreksi kesalahan yang rumit, meskipun teknologinya masih bersifat eksperimental.
Setiap pendekatan menghadirkan tantangan teknis yang sangat besar, dan hal ini masih tetap ada. tidak jelas mana yang pada akhirnya terbukti paling terukur dan praktis.
Namun, kemajuan ini tidak dapat disangkal. Winfried Hensinger, seorang profesor di Universitas Sussex, mencatat bahwa pekerjaan Google adalah “satu lagi hal yang meyakinkan bukti bahwa komputer kuantum secara bertahap menjadi semakin canggih.”
Pada akhirnya, pengumuman Google mengubah kerangka perlombaan kuantum. Kontes ini tidak lagi hanya mengenai jumlah qubit mentah atau kecepatan teoretis, namun tentang membangun sistem yang dapat menghasilkan hasil yang dapat diverifikasi, dapat diulang, dan pada akhirnya bermanfaat.
Meskipun industri ini belum berada pada “momen ChatGPT”, terobosan ini semakin mendekatkan hari tersebut.
