Artikel ini diambil dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons.
Peneliti di Microsoft telah mengumumkan penciptaan “qubits topologis” pertama dalam sebuah perangkat yang menyimpan informasi dalam keadaan materi eksotis, dalam apa yang mungkin menjadi terobosan penting untuk komputasi kuantum.
Pada saat yang sama, para peneliti juga mempublikasikan makalah di Nature dan “peta jalan” untuk pekerjaan lebih lanjut. Desain prosesor Majorana 1 seharusnya dapat menampung hingga satu juta qubit, yang mungkin cukup untuk mencapai banyak tujuan signifikan komputasi kuantum – seperti memecahkan kode kriptografi dan merancang obat-obatan dan material baru dengan lebih cepat.
Jika klaim Microsoft terbukti benar, perusahaan tersebut mungkin telah melompati pesaing seperti IBM dan Google, yang saat ini tampaknya memimpin perlombaan untuk membangun komputer kuantum.
Namun, makalah peer-reviewed di Nature hanya menunjukkan sebagian dari apa yang diklaim oleh para peneliti, dan peta jalan masih mencakup banyak rintangan yang harus diatasi. Meskipun siaran pers Microsoft memamerkan sesuatu yang seharusnya menjadi perangkat keras komputasi kuantum, kita tidak memiliki konfirmasi independen tentang apa yang bisa dilakukannya. Namun, berita dari Microsoft sangat menjanjikan.
Pada saat ini Anda mungkin memiliki beberapa pertanyaan. Apa itu qubit topologis? Apa itu qubit sama sekali, bagi masalah itu? Dan mengapa orang menginginkan komputer kuantum pada awalnya?
Bit Kuantum Sulit Dibangun
Komputer kuantum pertama kali dimimpi di tahun 1980-an. Di mana komputer biasa menyimpan informasi dalam bit, komputer kuantum menyimpan informasi dalam bit kuantum – atau qubit.
Sebuah bit biasa dapat memiliki nilai 0 atau 1, tetapi sebuah qubit (berkat hukum mekanika kuantum, yang mengatur partikel sangat kecil) dapat memiliki kombinasi keduanya. Jika Anda membayangkan sebuah bit biasa sebagai panah yang dapat menunjuk ke atas atau ke bawah, sebuah qubit adalah panah yang dapat menunjuk ke arah mana pun (atau apa yang disebut “superposisi” dari atas dan bawah).
Ini berarti komputer kuantum akan jauh lebih cepat dari komputer biasa untuk beberapa jenis perhitungan – terutama beberapa yang berkaitan dengan memecahkan kode dan mensimulasikan sistem alam.
Jadi, begitu bagus. Tetapi ternyata membangun qubit nyata dan mendapatkan informasi masuk dan keluar dari mereka sangat sulit, karena interaksi dengan dunia luar dapat menghancurkan keadaan kuantum yang halus di dalamnya.
Para peneliti telah mencoba banyak teknologi yang berbeda untuk membuat qubit, menggunakan hal-hal seperti atom yang terperangkap di medan listrik atau pusaran arus yang berputar di superkonduktor.
Kawat-kawat Kecil dan Partikel Eksotis
Microsoft telah mengambil pendekatan yang sangat berbeda untuk membangun “qubit topologis”nya. Mereka telah menggunakan apa yang disebut partikel Majorana, pertama kali diteorikan pada tahun 1937 oleh fisikawan Italia, Ettore Majorana.
Majorana bukanlah partikel yang terjadi secara alami seperti elektron atau proton. Sebaliknya, mereka hanya ada di dalam jenis material langka yang disebut superkonduktor topologis (yang membutuhkan desain material canggih dan harus didinginkan hingga suhu sangat rendah).