Komputer Kuantum Sebagai Pemecah Masalah Batas Teknologi Umat Manusia

Chip komputer. Sumber: unsplash.com

Pendahuluan

Dalam sejarah manusia, teknologi umat manusia yang dahulu hanya ada otak kita sendiri, api, dan senjata primitif yang terbuat dari kayu dan batu telah berkembang secara pesat, dari api menjadi pembangkit listrik, dari senjata primitif yang terbuat dari kayu dan batu menjadi senjata nuklir, dan yang paling berkembang dari teknologi kita yaitu otak kita sendiri menjadi komputer.

Sejak tahun 1960-an perkembangan komputer selalu berkembang secara eksponensial yang membuatnya makin kecil dan kuat dalam waktu yang bersamaan. Akan tetapi, proses perkembangan ini pasti akan mencapai batas fisiknya yang dikarenakan ukuran komponennya yang mulai mendekati ukuran setara atom.

Batas perkembangan teknologi umat manusia

Sebelum kita membahas masalah batas dari perkembangan teknologi umat manusia, alangkah baiknya kita mengetahui cara kerja teknologi saat ini yang menyebabkan masalah tersebut.

Kita pasti sudah mengetahui bahwa komputer yang kita pakai dibuat dari tiga komponen utama yang sederhana, yang melakukan hal yang sederhana yaitu, mempresentasikan data (Main Memory), memproses data (Arithmetic Unit), dan mekanisme pengendalian data (Control Unit).

Di dalam komputer terdapat chip komputer yang berisi modul, yang berisi gerbang logika, yang berisi transistor. Sebuah transistor adalah bentuk sederhana dari pengolah data dari komputer yang pada dasarnya merupakan sebuah sakelar yang dapat menghalangi, atau memberi jalan pada informasi yang mengalir. Informasi tersebut terdiri dari bits yang bisa diatur menjadi 0 atau 1. Kombinasi dari beberapa bits digunakan untuk merepresentasikan informasi yang kompleks. Transistor digabungkan membuat gerbang logika, yang juga melakukan hal yang sederhana. Sebagai contoh, gerbang “AND” akan mengirim output 1 jika semua input adalah 1, ataupun sebaliknya. Kombinasi dari gerbang logika akan menghasilkan modul yang bermakna, contohnya untuk menjumlahkan 2 angka.

Namun, dengan komponen komputer yang makin kecil hingga setara atom menyebabkan perkembangan komponen tersebut terhambat. Singkatnya, transistor hanyalah sakelar elektrik yang menjadi penghalang untuk menahan elektron untuk berpindah ke suatu arah. Sekarang, ukuran dari sebuah transistor bisa mencapai 14 nanometer atau kira-kira 500 kali lipat lebih kecil dari sel darah merah. Jika transistor mengecil hingga berukuran hanya beberapa atom, maka sebuah elektron bisa saja dapat memindahkan dirinya dari satu sisi penghalang ke sisi lainnya menggunakan proses yang disebut quantum tunneling.

Dari sinilah timbul masalah batas berkembangnya teknologi umat manusia. Di dalam dunia kuantum, fisika bekerja berbeda dengan fisika yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari dan membuat komputer konvensional sulit berkembang. Secara singkat, fisika kuantum merupakan ilmu pengetahuan yang membahas perilaku materi dan energi pada level molekul, atom, sub-atom, bahkan pada ukuran yang lebih kecil lagi dari sub-atom. Fisika kuantum merupakan cabang ilmu fisika yang tergolong baru dibandingkan ilmu-ilmu lainnya, dan masih terus dikembangkan dan diteliti karena potensinya yang dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan yang dulunya dianggap mustahil.

Komputer kuantum

Untuk menyelesaikan masalah terhambatnya perkembangan komponen komputer, para ilmuwan mencoba menggunakan sifat tidak biasa dari fisika kuantum untuk menyelesaikan permasalahan ini dengan cara membuat komputer kuantum.

Jika di komputer konvensional menggunakan bits yang bisa diatur menjadi 0 atau 1 sebagai ukuran informasi terkecil, maka dalam komputer kuantum menggunakan qubits yang juga bisa diatur menjadi 0 atau 1 sebagai ukuran informasi terkecil.

Bedanya bits dengan qubits yaitu, bits hanya bisa diatur menjadi 0 atau 1 saja sedangkan qubits bisa diatur menjadi kemungkinan 0 atau 1 secara bersamaan sehingga sulit diprediksi nilai tepatnya. Tetapi, saat kita mengukurnya, qubits akan menjadi satu nilai yang pasti, hal ini disebut dengan superposition. Hal ini dapat mengubah segalanya dikarenakan jika terdapat 4 bits, maka hanya akan berada di salah satu dari 2 pangkat 4 kemungkinan kombinasi yang berbeda pada satu waktu atau lebih jelasnya terdapat 16 kombinasi yang tersedia, namun hanya bisa digunakan satu. Lain halnya dengan qubits, jika tterdapaterdapat 4 qubits pada superposition yang juga akan menghasilkan 16 kombinasi yang berbeda, maka qubits bisa menggunakan semua kombinasi secara bersamaan.

Sifat lain dari qubits yang berguna yaitu entanglement yang merupakan sebuah hubungan yang dekat yang membuat setiap qubits bereaksi dengan perubahan qubits dari qubits lain secara serentak tidak peduli berapa jauh kedua qubits tersebut dipisahkan. Hal ini berarti jika kita mengukur nilai suatu entangled qubits, maka kita bisa menentukan nilai qubits pasangannya tanpa perlu melihatnya.

Kesimpulannya, dengan memanfaatkan sifat superposition dan entanglement dari qubits, membuat komputer kuantum lebih efisien dibandingkan komputer konvensional.

Penerapan komputer kuantum

Walaupun komputer kuantum kemungkinan tidak bisa menggantikan komputer yang kita gunakan sehari-hari, di beberapa bidang, komputer kuantum terdapat keunggulannya sendiri, yang salah satu contohnya yaitu, pencarian basis data (database searching). Untuk mencari sesuatu di basis data, komputer konvensional membutuhkan waktu yang lama untuk mengecek satu per satu semua kemungkinan yang ada. Namun, komputer kuantum hanya membutuhkan sedikit waktu dikarenakan komputer kuantum mengecek semua kemungkinan secara bersamaan.

Apakah dengan komputer kuantum menjadi jawaban sepenuhnya atas masalah batas teknologi umat manusia?

Menurut pendapat saya, komputer kuantum tidak sepenuhnya menjadi jawaban atas masalah batas teknologi umat manusia dikarenakan dalam usaha menembus batas teknologi yang sekarang, umat manusia tidak hanya meningkatkan otaknya, tetapi umat manusia juga meningkatkan sumber kekuatannya yang awalnya hanya bertenaga badan kita sendiri menjadi bertenaga nuklir. Namun, usaha dalam menembus batas teknologi yang sekarang bisa dikatakan sulit dalam pengaplikasikannya dikarenakan banyaknya masalah sekarang yang harus tangani secepatnya sehingga masalah yang kemungkinan terjadi pada masa depan memiliki prioritas paling rendah dalam urutan penanganannya.

Penutup

Itulah penjelasan saya mengapa pada masa depan teknologi umat manusia akan mencapai batas dalam pengembangannya. Namun, manusia bukanlah makhluk yang mudah menyerah akan suatu masalah yang seperti ini. Kita selalu mencari solusi untuk segala masalah dengan akal kita sehingga umat manusia bisa menjadi penguasa planet kita sendiri.

Dengan diciptakannya komputer kuantum, maka umat manusia telah mendapatkan alat yang dapat memberi jawaban tentang misteri alam semesta dan diharapkan dapat mendorong umat manusia ke tahap perkembangan selanjutnya, yaitu penjelajahan antariksa.