Oleh: Kodrat Wahyudi
Memasuki era Quantum Computing
Pengkodean biner data sangat penting untuk komputasi, dengan bit yang terdiri dari nol atau yang direpresentasikan secara elektrik sebagai status “on” atau “off”. Komputasi kuantum bertugas untuk menata kembali pendekatan itu, mengganti bit dengan qubit yang didapat secara bersamaan mewujudkan banyak keadaan seperti yang umumnya didefinisikan dalam fisika klasik.
Sistem kuantum yang merepresentasikan data menggunakan qubit dan fenomena kuantum seperti superposisi dan keterjeratan berpotensi memungkinkan komputasi pada tingkat paralelisme masif yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Dalam penggunaannya diperlukan komputer kuantum. Komputer kuantum adalah alat hitung yang menggunakan sebuah fenomena mekanika kuantum, misalnya superposisi dan keterkaitan, untuk melakukan operasi data. Dalam komputasi klasik, jumlah data dihitung dengan bit; dalam komputer kuantum, hal ini dilakukan dengan qubit.
Prinsip dasar komputer kuantum adalah bahwa sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data, dan bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan operasi dengan data ini. Dalam hal ini untuk mengembangkan komputer dengan sistem kuantum diperlukan suatu logika baru yang sesuai dengan prinsip kuantum.
Komputer kuantum tidak akan terlihat seperti komputer masa kini. Mereka tidak akan memiliki keyboard atau monitor. Mereka akan menjadi instalasi yang kompleks, momentum yang mengesankan untuk fisika dan teknik menggunakan cryogenics untuk mendinginkan laser dalam suhu di bawah nol, bersama dengan perangkat solid-state dan optik lainnya.
Apa yang bisa dan tidak bisa dilakukan dalam Quantum?
Semua komputer saat ini, bahkan superkomputer, memproses data dalam urutan linier dari satu dan nol. Setiap “bit”, unit data terkecil, harus berupa nol atau satu. Tetapi bit kuantum atau “qubit” bisa menjadi nol dan satu pada saat yang sama, memungkinkan banyak komputasi sekaligus. Jadi, sementara komputer tradisional harus secara berurutan mengeksplorasi solusi potensial untuk masalah matematika, sistem kuantum mampu melihat setiap solusi potensial secara bersamaan dan menghasilkan jawaban – tidak hanya satu “terbaik” tetapi juga hampir sepuluh ribu alternatif terdekat – dalam waktu kurang dari satu detik.
Dengan menambahkan lebih banyak qubit dan daya komputasi kuantum, maka pertumbuhannya akan benar-benar secara eksponensial. Jadi, sementara komputer konvensional bergantung pada sejumlah besar transistor untuk mencapai kecepatan komputasi mereka, komputer kuantum menggunakan atom dan partikel subatom sebagai sistem fisiknya. Tidak ada yang bisa memprediksi di mana partikel akan berakhir, atau bentuk apa yang pada akhirnya akan mereka ambil.
Faktanya, ada tiga jenis komputer kuantum yang saat ini digunakan. Sistem D-Wave adalah contoh annealer kuantum dan digunakan untuk memecahkan masalah pengambilan sampel dan pengoptimalan, seperti menemukan rute terbaik antara dua titik – sesuatu yang sangat sulit dilakukan komputer klasik.
Tipe kedua dari model komputasi kuantum adalah emulator analog, yang dapat mensimulasikan proses fisik. Ini mungkin termasuk, misalnya, simulasi aspek tertentu dari iklim bumi dalam eksperimen terkontrol atau simulasi cara terbaik untuk menyalurkan listrik tanpa kehilangan. Simulator ini telah dibuat dengan hingga lima puluh satu qubit.
Kebanyakan ahli setuju bahwa komputer kuantum tidak akan pernah sepenuhnya menggantikan komputer digital konvensional. Namun mereka akan digunakan dalam berbagai kegiatan penelitian dan tugas kompleks lainnya yang semakin luas, membawa peningkatan besar dalam kinerja dan efisiensi ke berbagai bidang seperti prakiraan cuaca, penelitian medis dan genetik, dan tugas-tugas seperti menghitung arus lalu lintas di kota-kota terbesar di dunia
Quantum-Computing dan Cyber-security
Pada era mendatang, kita akan menyaksikan munculnya komputer kuantum yang cukup kuat untuk mematahkan teknik enkripsi, yang mana dalam hal security, saat ini digunakan miliaran kali setiap hari. Target pertama dan terpentingnya adalah sistem enkripsi dalam security tersebut adalah yang dikenal sebagai RSA. RSA adalah metode security dengan algoritma yang merupakan metode kriptografi pilihan untuk transfer bank konsumen, pembayaran kartu kredit, belanja online, dan enkripsi email.
Tetapi dampak teknologi kuantum pada keseimbangan strategis tidak hanya terbatas dalam security saja, khususnya enkripsi. Penginderaan kuantum, penggunaan teknologi kuantum untuk mengukur variasi kecil dalam medan gravitasi bahkan pada jarak yang sangat jauh, dan optik kuantum, akan secara dramatis mengubah lanskap teknologi militer di tahun-tahun mendatang. Melalui teknologi metrologi kuantum, objek yang tidak terlihat oleh sensor paling canggih akan menjadi “terlihat” oleh sensor kuantum, bahkan objek di balik dinding baja atau di dasar laut. Perkembangan di arena ini akan memiliki efek yang sangat besar pada militer saat ini, termasuk kemampuan untuk mendeteksi kapal selam atau sistem senjata bawah tanah yang biasanya dianggap tersembunyi dari pandangan.