Google baru saja mengambil lompatan kuantum dalam ilmu komputer. Dengan menggunakan komputer kuantum mutakhir perusahaan, yang disebut Sycamore, Google telah mengklaim "supremasi kuantum" atas superkomputer paling kuat di dunia dengan memecahkan masalah yang dianggap mustahil bagi mesin normal.
Komputer kuantum menyelesaikan perhitungan kompleks dalam 200 detik. Perhitungan yang sama akan memakan waktu hingga superkomputer paling kuat sekitar 10.000 tahun untuk diselesaikan, tim peneliti, yang dipimpin oleh John Martinis, seorang ahli fisika eksperimental di Universitas California, Santa Barbara, menulis dalam studi mereka yang diterbitkan Rabu (23 Oktober) di jurnal Nature.
"Kemungkinan waktu simulasi klasik, saat ini diperkirakan 10.000 tahun, akan dikurangi dengan perangkat keras dan algoritma yang ditingkatkan," Brooks Foxen, seorang peneliti mahasiswa pascasarjana di laboratorium Martinis, mengatakan dalam sebuah pernyataan. "Tetapi karena kita saat ini 1,5 triliun kali lebih cepat, kami merasa nyaman untuk mengklaim pencapaian ini," tambahnya, merujuk pada supremasi komputer kuantum.
Komputer kuantum mengambil keuntungan dari fisika mekanika kuantum yang hebat untuk memecahkan masalah yang akan sangat sulit, jika bukan tidak mungkin, untuk dipecahkan oleh komputer klasik dan berbasis semikonduktor.
Perhitungan yang Google pilih untuk taklukkan adalah setara kuantum untuk menghasilkan daftar angka acak yang sangat panjang dan memeriksa nilainya jutaan kali lipat. Hasilnya adalah solusi yang tidak terlalu berguna di luar dunia mekanika kuantum, tetapi memiliki implikasi besar bagi kekuatan pemrosesan perangkat.
Kekuatan dalam ketidakpastian
Komputer biasa melakukan perhitungan menggunakan "bit" informasi, yang, seperti sakelar hidup-mati, hanya dapat ada di dua negara: komputer 1 atau 0. Komputer kuantum menggunakan bit kuantum, atau "qubit," yang dapat ada karena keduanya 1 dan 0 secara bersamaan. Konsekuensi aneh mekanika kuantum ini disebut keadaan superposisi dan merupakan kunci keunggulan komputer kuantum dibandingkan komputer klasik.
Sebagai contoh, sepasang bit dapat menyimpan hanya satu dari empat kemungkinan kombinasi state (00, 01, 10 atau 11) pada waktu tertentu. Sepasang qubit dapat menyimpan keempat kombinasi secara bersamaan, karena setiap qubit mewakili kedua nilai (0 dan 1) secara bersamaan. Jika Anda menambahkan lebih banyak qubit, kekuatan komputer Anda tumbuh secara eksponensial. Tiga qubit menyimpan delapan kombinasi, empat qubit menyimpan 16, dan seterusnya. Komputer baru Google dengan 53 qubit dapat menyimpan 253 nilai, atau lebih dari 10.000.000.000.000.000.000 (10 kuadriliun) kombinasi. Angka ini semakin mengesankan ketika sifat fundamental dan aneh yang sama dari mekanika kuantum memasuki acara: keadaan terjerat.
Dalam sebuah fenomena yang digambarkan oleh Albert Einstein sebagai "aksi seram di kejauhan," partikel-partikel yang telah berinteraksi pada suatu titik waktu dapat menjadi terjerat. Ini berarti bahwa mengukur keadaan satu partikel memungkinkan Anda untuk secara bersamaan mengetahui keadaan lainnya, terlepas dari jarak antara partikel-partikel tersebut. Jika qubit komputer kuantum terjerat, mereka semua dapat diukur secara bersamaan.
Komputer kuantum Google terdiri dari sirkuit mikroskopis dari logam superkonduktor yang melibatkan 53 qubit dalam keadaan superposisi yang kompleks. Qubit terjerat menghasilkan angka acak antara nol dan 253, tetapi karena gangguan kuantum, beberapa angka acak muncul lebih dari yang lain. Ketika komputer mengukur angka acak ini jutaan kali, sebuah pola muncul dari distribusinya yang tidak merata.
"Untuk komputer klasik, jauh lebih sulit untuk menghitung hasil dari operasi-operasi ini, karena itu memerlukan perhitungan kemungkinan berada di salah satu dari 253 kemungkinan keadaan, di mana 53 berasal dari jumlah qubit - penskalaan eksponensial menjadi alasannya. orang tertarik pada komputasi kuantum untuk memulai, "kata Foxen.
Mengambil keuntungan dari sifat aneh keterikatan kuantum dan superposisi, laboratorium Martinis menghasilkan pola distribusi ini menggunakan chip Sycamore dalam 200 detik.
Di atas kertas, mudah untuk menunjukkan mengapa komputer kuantum dapat mengungguli komputer tradisional. Mendemonstrasikan tugas di dunia nyata adalah cerita lain. Sementara komputer klasik dapat menumpuk jutaan bit operasi dalam prosesor mereka, komputer kuantum berjuang untuk skala jumlah qubit yang dapat mereka operasikan. Qubit terjerat menjadi tidak terurai setelah periode singkat dan rentan terhadap kebisingan dan kesalahan.
Meskipun pencapaian Google ini tentu saja merupakan prestasi dalam dunia komputasi kuantum, bidang ini masih dalam tahap awal dan komputer kuantum praktis masih jauh di cakrawala, kata para peneliti.
- Foto: Angka Besar yang Mendefinisikan Semesta
- 9 Angka Yang Lebih Keren Dari Pi
- 8 Cara Anda Dapat Melihat Teori Relativitas Einstein dalam Kehidupan Nyata
