GEMAGAZINE — Di era kecerdasan buatan dan komputasi berkecepatan tinggi, superkomputer menjadi salah satu teknologi paling canggih yang dimiliki manusia. Mesin ini mampu melakukan triliunan perhitungan dalam hitungan detik untuk membantu penelitian ilmiah, prediksi cuaca, hingga pengembangan obat. Namun, para ilmuwan kini tengah mengembangkan teknologi komputasi baru yang diyakini mampu melampaui kemampuan superkomputer. Teknologi tersebut dikenal sebagai komputasi kuantum atau (quantum computing).
Di balik potensinya yang mampu melebihi kemampuan superkomputer, quantum computing memanfaatkan fenomena unik yang terjadi pada skala atom dan partikel subatomik. Cara kerja yang berbeda dari komputer konvensional membuat teknologi ini mampu mengeksplorasi berbagai kemungkinan solusi secara lebih efisien.
Karena itu, quantum computing diyakini mampu menangani sejumlah permasalahan kompleks dalam waktu yang jauh lebih singkat dibandingkan komputer konvensional. Untuk memahami bagaimana hal tersebut dapat terjadi, berikut merupakan tiga konsep dasar yang menjadi fondasi, yaitu qubit, superposition, dan entanglement.
Konsep Dasar Quantum Computing
Dalam mekanika kuantum, materi dapat menunjukkan dualisme sifat yang memungkinkannya berperilaku sebagai partikel maupun gelombang. Prinsip inilah yang menjadi dasar kerja qubit dalam komputer kuantum.
Sifat gelombang yang ditampilkan oleh qubit membedakannya dari bit klasik (unit data terkecil yang digunakan dalam operasi komputer). Sebagai padanan kuantum dari bit klasik, qubit merupakan unit fundamental dalam penyimpanan dan pemrosesan informasi pada komputer kuantum. Jika bit klasik hanya dapat menyimpan nilai 0 atau 1, qubit dapat menyimpan beberapa kemungkinan nilai secara bersamaan melalui sifat yang disebut superposisi.
Qubit dapat berada dalam keadaan superposisi dan memegang nilai 0, 1, atau keduanya secara bersamaan. Keadaan superposisi memungkinkan komputer kuantum untuk memproses informasi dalam jumlah yang lebih besar secara bersamaan dibandingkan dengan komputer klasik. Misalnya, komputer kuantum berbaris 4 qubit dapat menyimpan 16 angka berbeda pada saat yang sama, sehingga memungkinkannya melakukan beberapa perhitungan secara bersamaan, sebagaimana dilansir Gemagazine dari Ensiklopedia Britannica, Selasa (23/6/2026).
Waktu perhitungan cepat pada komputer kuantum juga dapat terjadi akibat fenomena entanglement pada qubit. Fenomena ini terjadi ketika satu qubit terhubung secara langsung dengan qubit lainnya. Keterikatan ini memungkinkan komputer kuantum menghubungkan banyak qubit untuk melakukan operasi pada kumpulan data yang lebih besar.
Perkembangan dan Potensi Komputasi Kuantum
Komputasi kuantum pertama kali diteorikan pada awal 1980-an, namun pada tahun 1994 matematikawan Peter Shor menerbitkan salah satu aplikasi praktis pertama untuk mesin kuantum hipotesis. Algoritma Shor untuk faktorisasi bilangan bulat menunjukkan bagaimana komputer kuantum berpotensi memecahkan sistem kriptografi tercanggih pada masa itu. Beberapa di antaranya bahkan masih digunakan hingga saat ini. Dilansir Gemagazine dari situs resmi International Business Machines Corporation (IBM), Selasa (23/6/2026).
Pada 4 Mei 2016, IBM menghadirkan komputer kuantum pertama yang dapat diakses melalui layanan cloud. Langkah ini memungkinkan ribuan pengguna untuk pertama kalinya mencoba dan bereksperimen langsung dengan perangkat keras kuantum. Sejak saat itu, perkembangan teknologi komputasi kuantum berlangsung pesat. Memasuki tahun 2026, IBM telah mengembangkan prosesor kuantum IBM Quantum Heron r3 yang mampu mengoperasikan 156 qubit dengan tingkat kesalahan rata-rata dua qubit sekitar 1,17E-3.
Saat ini, quantum computing terbilang cukup unggul. Di industri farmasi, teknologi ini mampu mensimulasikan perilaku molekuler dan reaksi biokimia yang dapat mempercepat penelitian, pengembangan obat, serta perawatan medis. Terobosan serupa juga terjadi di industri kimia, yang memungkinkan pengembangan alternatif petrokimia maupun proses untuk penguraian karbon yang diperlukan untuk membantu mengurangi emisi yang mengancam iklim.
Tantangan Penggunaan Quantum Computing
Meskipun pengembangan komputer kuantum sangat pesat, saat ini masih terdapat tantangan dalam pembangunannya. Tantangan tersebut datang dari koherensinya antarqubit yang rentan mengalami dekoherensi akibat interaksi dengan lingkungan.
Komputer kuantum juga harus beroperasi pada suhu yang sangat rendah serta menggunakan teknik koreksi kesalahan yang canggih agar qubit dapat mempertahankan keadaan entanglement dalam waktu yang cukup lama untuk menjalankan perhitungan. Tantangan lainnya muncul pada proses pengukuran, karena upaya untuk merekam hasil perhitungan dapat mengganggu keadaan qubit itu sendiri.
Secara keseluruhan, quantum computing memiliki potensi besar untuk mengubah berbagai bidang melalui kemampuan komputasinya. Meskipun masih menghadapi sejumlah tantangan, perkembangan teknologi ini menjadikannya salah satu prospek yang paling menjanjikan di masa depan.
(ANS/WH)