Komputer Kuantum Selangkah Mendekati Kenyataan Berkat Temuan Terbaru

Selasa, 9 November 2010 - Mereka menggunakan sistem kode 'error-correcting', dengan melihat konteks dari qubit yang masih tersisa untuk menguraikan informasi yang kurang benar.

---

Komputer kuantum semestinya lebih mudah dibangun dari perkiraan sebelumnya, karena masih bisa bekerja dengan sejumlah besar komponen yang rusak atau yang bahkan hilang, demikian menurut sebuah penelitian yang dipublikasikan di Physical Review Letters.

Penemuan yang mengejutkan ini membawa ilmuwan selangkah lebih dekat untuk merancang dan membangun sistem komputasi kuantum yang sesungguhnya – perangkat yang bisa berpotensi sangat besar di berbagai bidang, dari desain obat, elektronik, dan bahkan pemecah kode.

Para ilmuwan telah lama tertarik untuk membangun komputer yang bekerja pada tingkat kuantum – begitu kecil, bagian-bagiannya hanya terbuat dari atom tunggal atau elektron. Alih-alih ‘bit’, blok bangunan yang biasanya digunakan untuk menyimpan informasi elektronik, sistem kuantum yang menggunakan bit kuantum atau ‘qubit’ terdiri dari suatu susunan atom beterkaitan.

Bahan-bahannya berperilaku sangat berbeda pada skala kecil dibandingkan dengan apa yang kita digunakan dalam kehidupan sehari-hari – partikel kuantum, misalnya, bisa berada di dua tempat pada saat yang sama. “Komputer kuantum dapat memanfaatkan keanehan ini untuk melakukan perhitungan kuat, dan dalam teori, mereka bisa dirancang untuk memecahkan enkripsi kunci publik atau mensimulasikan sistem yang kompleks lebih cepat daripada komputer konvensional,” kata Dr Sean Barrett, penulis utama penelitian, Royal Society University Research Fellow di Departemen Fisika di Imperial College London.

Bagaimanapun juga, mesin-mesinnya dikenal sangat sulit untuk dibangun, dan dianggap sangat rentan terhadap kesalahan. Meskipun sering diperbincangankan dalam 20 tahun terakhir, komputer kuantum yang berguna tetap sulit dipahami.

Barrett beserta rekannya, Dr Thomas Stace, dari Universitas Queensland di Brisbane, Australia, kini telah menemukan cara untuk mengoreksi semacam kesalahan tertentu, di mana qubit-qubit sama sekali hilang dari komputer. Mereka menggunakan sistem kode ‘error-correcting’, dengan melihat konteks yang diberikan oleh qubit yang masih tersisa untuk menguraikan informasi yang kurang benar.

“Sama halnya seperti Anda seringkali dapat memberitahu kata apa yang diucapkan ketika ada beberapa huruf yang hilang, atau Anda bisa mendapatkan intisari dari percakapan pada saluran telepon yang terhubung buruk, kami menggunakan ide ini dalam desain kami untuk komputer kuantum,” kata dr Barrett. Mereka menemukan bahwa komputer memiliki ambang lebih tinggi untuk kesalahan daripada yang diperkirakan sebelumnya – hingga seperempat qubit bisa hilang – tetapi komputer masih dapat dibuat untuk bekerja. “Ini mengejutkan, karena Anda tidak akan berharap seandainya Anda kehilangan seperempat dari manik-manik dari sempoa yang masih akan berguna,” tambahnya.

Temuan ini menunjukkan bahwa komputer kuantum mungkin jauh lebih mudah dibangun dari perkiraan sebelumnya, tetapi sebagai hasilnya masih didasarkan pada perhitungan teoritis, langkah berikutnya adalah menunjukkan ide-ide ini di laboratorium. Para ilmuwan perlu merancang cara untuk menskalakan komputer ke jumlah qubit yang cukup besar dan masih layak, kata Barrett. Saat ini kuantum komputer terbesar yang telah dibangun para ilmuwan terbatas hanya pada dua atau tiga qubit.

“Masih beberapa yang belum diketahui dari potensi sebuah komputer kuantum yang sesungguhnya,” kata Barrett. “Pada saat ini komputer kuantum adalah baik pada tugas-tugas tertentu, tapi kami tidak tahu apakah sistem ini dapat digunakan di masa mendatang,” katanya.”Mereka belum tentu lebih baik untuk semuanya, tapi kita tidak tahu. Mereka mungkin lebih baik untuk hal-hal yang sangat spesifik yang tidak mungkin kita temukan saat ini.”

Sumber Artikel: Quantum computers a step closer to reality thanks to new finding (imperial.ac.uk)
Kredit: Imperial College London
Referensi Jurnal:
Sean D. Barrett, Thomas M. Stace. Fault tolerant quantum computation with very high threshold for loss errors. Physical Review Letters, 2010; DOI: 10.1103/PhysRevLett.105.200502