Janji komputer kuantum tampaknya adalah mereka akan mengubah komputasi modern seperti yang kita kenal. Dengan kekuatan komputasi yang luar biasa, mereka akan melakukan hal-hal yang tak terbayangkan oleh superkomputer klasik mana pun.
Namun, realitas komputer kuantum belum sepenuhnya sesuai dengan hype-nya. Klaim "keunggulan kuantum"—masalah yang tak bisa diselesaikan komputer biasa tapi bisa oleh komputer kuantum—mendapat kritik dari para skeptis maupun penggiat di bidang ini. Memang, kita sudah melihat kemajuan yang benar-benar mengesankan, baik secara teoretis maupun eksperimental, tetapi banyak yang hanya berupa "pencapaian" buatan dengan sedikit penerapan di dunia nyata.
Saya pelan-pelan menjadi seorang penggiat. Tapi bahkan bagi saya, mencerna kebisingan—yang kadang terlalu dibesar-besarkan—terasa melelahkan dan tidak berguna. Jadi, mari kita mundur sejenak. Apa sebenarnya yang akan dilakukan teknologi kuantum untuk kita? Sejauh apa kita sudah mencapainya? Dan bagaimana kita harus menangani derasnya PR tentang "terobosan kuantum terhebat" keenam minggu ini? Untuk membahas pertanyaan-pertanyaan ini (atau lebih tepatnya, menyaring kebisingan), Gizmodo pergi ke kantor IBM di Manhattan untuk berbincang dengan Jerry Chow, direktur IBM Quantum. Percakapan berikut telah sedikit disunting untuk tata bahasa dan kejelasan.
Gayoung Lee, Gizmodo: Oke, bayangkan saya orang yang berpikir, "Ah, komputasi kuantum cuma omong kosong." Mengapa saya harus peduli dengan keunggulan kuantum?
Jerry Chow: Pada akhirnya, tujuan kami adalah menghadirkan komputasi kuantum yang berguna bagi dunia. Dan sebagian besar dari komputasi kuantum adalah kita punya peluang untuk menciptakan komputasi yang berbeda dari yang ada saat ini. Ada pernyataan matematis untuk itu, atau ada algoritma yang bisa dibuktikan yang benar-benar menunjukkan bahwa komputasi kuantum bisa [mengalahkan] komputasi klasik, seperti memfaktorkan angka besar untuk memecahkan enkripsi atau mensimulasikan struktur molekul yang sangat kompleks, algoritma Grover, dan semua arah yang bisa dibuktikan dengan pena dan kertas.
Tapi pertanyaan lain adalah, apa yang bisa kita lakukan dengan hal-hal yang sudah dibangun orang sekarang? Ini sangat berbeda dengan mengatakan bahwa ada keunggulan untuk jenis masalah tertentu, atau itu keunggulan dalam hal lebih baik dibanding semua teknik klasik yang mungkin kamu gunakan. Ketika kamu ingin menyelesaikan masalah, kamu punya akses ke GPU, CPU, semua komputer di dunia, dan semua algoritma di dunia untuk menyelesaikannya, kan?
Keunggulan kuantum sebenarnya adalah kita sekarang bisa menggunakan komputasi kuantum plus sumber daya klasik yang tersedia—untuk menyelesaikan masalah lebih murah, lebih cepat, atau lebih akurat.
Gizmodo: Itu cukup berbeda dari narasi media populer yang bilang, "Komputasi kuantum akan mengubah komputasi selamanya!"
Chow: Saya melihat keunggulan kuantum lebih sebagai sesuatu yang bertahap. Ini tidak berarti ia mengubah segalanya yang bisa kita hitung. Itu juga cara banyak GPU berkembang. Awalnya mereka digunakan untuk game—mungkin area niche—tapi kemudian mereka menjadi besar berkat strategi komputasi nasional yang memanfaatkannya untuk HPC terkelompok dan untuk orang yang mempelajari struktur molekul, kosmologi, dan masalah fisika energi tinggi yang membutuhkan banyak kemampuan komputasi. Kami berharap hal serupa terjadi pada kuantum, yang sekarang menjadi "alat tambahan."
Gizmodo: Gagasan augmentasi ini sangat menarik, karena keduanya—komputer klasik dan kuantum—pada dasarnya terhubung, kan? Memastikan komputer kuantum bekerja dengan benar memerlukan pemeriksaan silang menggunakan komputer klasik. Bagaimana peneliti memanfaatkan hubungan ini untuk keuntungan mereka?
Chow: Itu bagian yang sangat penting dari bagaimana semua ini terjadi. Semuanya terhubung dengan komputasi klasik. Satu-satunya cara kita tahu bagaimana mengalami komputasi adalah secara klasik—kita memasukkan input klasik, dan kita mengambil output klasik. Komputer kuantum menggunakan mekanika kuantum dan sirkuit kuantum untuk menjelajahi ruang yang sangat besar secara eksponensial, tapi pada akhirnya kita melakukan pengukuran yang mengubah semuanya kembali jadi output klasik yang kemudian kita olah lebih lanjut atau manfaatkan dalam bagian komputasi kita dengan menggunakan bagian lain dari gudang komputasi kita. Orang tidak perlu takut kuantum akan menggantikan klasik!
Komputer kuantum adalah hal nyata yang bisa digunakan… Orang tidak perlu hanya mengalaminya lewat pemasaran; cobalah langsung!
Gizmodo: IBM jelas pemain besar di bidang ini, dan Anda sudah terlibat dalam penelitian kuantum mereka selama 15 tahun. Apa yang paling Anda banggakan dalam mewujudkan pendekatan terhadap keunggulan kuantum ini?
Chow: Ketika saya mulai, kami mungkin hanya delapan sampai sepuluh orang, sangat fokus hanya pada membangun perangkat yang lebih baik. Lalu sekitar pertengahan 2010-an, kami membuat keputusan untuk mengambil apa yang sudah kami bangun dan benar-benar menaruhnya di cloud, mengeluarkannya dari laboratorium fisika ke dalam pengalaman komputasi. Tiba-tiba, kami mulai berpikir lebih sedikit tentang memutar tombol dan mengontrol tegangan, dan lebih tentang bagaimana benar-benar menggunakan ini sebagai alat komputasi dan platform komputasi. Sekarang, sebagian besar sistem kami sudah digunakan di pusat data kuantum di seluruh dunia serta di lokasi klien.
Dan kami mulai melihat banyak keterlibatan itu. Misalnya, kolaborator kami dari Institut RIKEN di Jepang menggunakan kuantum plus HPC mereka untuk mempelajari struktur molekul. Sejak itu, kami bisa mulai menurunkan tingkat energi [yang dibutuhkan untuk perhitungan] semakin mendekati tingkat terbaik yang bisa dilakukan secara klasik, di mana titik itu kami benar-benar bisa melakukan perbandingan.
Di Pusat Sains Komputasi RIKEN di Kobe, Jepang, peneliti menggunakan kombinasi superkomputer Fugaku (foto) dan komputer kuantum System Two IBM untuk menyelidiki struktur molekul. © RIKEN
Gizmodo: Apa bagian penting dari strategi IBM di bidang ini?
Chow: Sekarang, hanya membangunnya saja tidak cukup. Kami perlu menurunkan kegunaan komputer kuantum, dan sebagian besar dari itu adalah komunitas. Kami membutuhkan mereka untuk benar-benar menuntut kebutuhan akan komputer canggih dan bekerja sama dengan kami untuk menemukan keunggulan kuantum dan aplikasi yang berguna. Itu bagian besar dari strategi ekosistem kami dan mengapa kami memiliki jaringan kuantum dengan hampir 300 anggota. Kami bukan ahli industri di berbagai sektor, tapi peluangnya ada untuk kesehatan, ilmu hayati, minyak dan gas, serta industri energi.
Gizmodo: Jadi komputer kuantum bukanlah hal yang hanya ada di masa depan. Mereka sudah ada sekarang.
Chow: Betul. Komputer kuantum adalah hal nyata yang bisa digunakan. Jelas ada banyak pemasaran dan hype di luar sana. Tapi, secara harfiah, kamu bisa menjalankan sirkuit kuantum gratis di mesin kami lewat web. Ada banyak materi pembelajaran yang tersedia. Ada komunitas besar yang siap membantumu memulai. Kamu bisa minta ChatGPT untuk menginstal Qiskit. Orang-orang tidak perlu hanya merasakannya lewat pemasaran; cobalah langsung!
Gizmodo: Oke. Jika keunggulan kuantum bertahap, apa milestone berikutnya? Apa yang paling kamu tunggu dalam 10 tahun, mungkin 5 tahun—atau bahkan beberapa bulan ke depan—untuk komputasi kuantum?
Chow: Kami sudah mengembangkan perangkat baru yang akan diluncurkan ke pengguna akhir tahun ini, bernama Nighthawk. Menurutku, milestone besar berikutnya adalah serangkaian pencapaian dari sudut pandang keunggulan, di mana akan ada semakin banyak kemajuan dalam menjalankan sirkuit lebih kompleks menggunakan komputer kuantum, dengan dukungan klasik, jadi ada interaksi bolak-balik dalam setahun ke depan. Kami akan berkolaborasi erat dengan komunitas komputasi kinerja tinggi.