SiarKota.Com | Kisah Ilmiah—Bayangkan komputer yang sedang Anda gunakan tiba-tiba kehilangan bagian penting, seperti chip atau kabel, tanpa peringatan. Pasti komputer itu langsung bermasalah, bukan? Nah, kejadian yang sama bisa terjadi pada komputer kuantum. Bedanya, bukan komponen fisik biasa yang hilang, melainkan atom, unit dasar sistem tersebut.
Mengapa Atom yang Hilang Jadi Masalah?
Komputer kuantum menggunakan atom sebagai qubit—unit informasi yang menyimpan dan memproses data. Agar atom tetap stabil, para ilmuwan membekukannya hingga hampir -273°C (nol absolut). Namun, meskipun berada di suhu ekstrem ini, atom bisa tetap menghilang secara acak.
Ketika sebuah atom hilang di tengah perhitungan, hasilnya langsung rusak. “Hasilnya bisa tidak berguna, sama seperti sampah,” ujar Yuan-Yu Jau, ilmuwan dari Sandia National Laboratories.
Jika ilmuwan tidak bisa mendeteksi kapan atom hilang, mereka tidak bisa memperbaiki kesalahan. Komputer kuantum pun kehilangan keandalannya.
Tantangan Besar pada Masa Depan
Saat ini, para ilmuwan baru mengembangkan komputer kuantum berbasis atom netral dalam skala kecil. Dengan jumlah qubit yang masih sedikit, kehilangan satu atau dua atom mungkin belum menjadi masalah besar.
Namun, pada masa depan, komputer kuantum akan membutuhkan jutaan qubit agar benar-benar berguna. Ketika jumlahnya sebanyak ini, atom yang hilang bisa menjadi ancaman serius. Tanpa solusi yang tepat, komputer kuantum bisa jadi tidak akan pernah berfungsi dengan baik.
“Jika kita tidak menemukan cara mengatasi kehilangan atom ini, kita tidak bisa maju,” kata Yuan-Yu.
Untungnya, tim dari Sandia National Laboratories telah menemukan cara baru untuk mendeteksi kehilangan atom tanpa merusak sistem kuantum. Penemuan ini bisa menjadi langkah besar dalam menyelamatkan masa depan komputasi kuantum!
Bagaimana Cara Mendeteksi Atom Hilang Tanpa Melihatnya?
Dalam dunia kuantum, melihat sesuatu bisa mengubahnya. Artinya, jika para ilmuwan mencoba mengamati atom secara langsung, mereka bisa secara tidak sengaja mengganggu perhitungannya.
Konsep ini serupa dengan eksperimen terkenal Kucing Schrödinger. Dalam eksperimen ini, seekor kucing dalam kotak dianggap hidup dan mati sekaligus sampai seseorang membuka kotaknya. Begitu seseorang melihat ke dalam, keadaan kucing langsung berubah.
Jadi, bagaimana caranya mengetahui apakah atom masih ada tanpa mengamatinya langsung?
Matthew Chow, seorang peneliti di Sandia, menemukan solusi cerdas. Dia menggunakan atom yang berdekatan sebagai alat deteksi.
“Bayangkan Anda ingin tahu apakah seekor kucing masih ada di dalam kotak tanpa membukanya. Daripada melihat langsung, Anda cukup menimbang kotak itu. Jika beratnya tetap, berarti kucing masih di dalam. Jika lebih ringan, berarti kucing telah pergi.”
Dengan cara ini, para ilmuwan bisa tahu apakah atom masih ada tanpa mengganggu perhitungannya.
Penemuan yang Tidak Sengaja, tetapi Revolusioner
Yang menarik, Matthew Chow menemukan metode ini secara tidak sengaja!
Saat itu, dia masih mahasiswa doktoral di Universitas New Mexico dan sedang menguji kode komputer kuantum untuk disertasinya. Dia mencoba memahami bagaimana dua atom berinteraksi dalam sistem kuantum.
Namun, saat ia membandingkan hasilnya dengan satu atom saja, dia menemukan pola yang aneh.
Setiap kali atom-atom dipisahkan, hasil eksperimennya berubah drastis. Saat itulah dia menyadari bahwa perubahan pola ini bisa menjadi sinyal hilangnya atom!
Chow segera berdiskusi dengan rekannya, Vikas Buchemmavari, seorang ahli teori kuantum. Bersama, mereka merancang eksperimen untuk menguji apakah metode ini benar-benar bisa digunakan untuk mendeteksi kehilangan atom.
Tim di Sandia pun ikut serta dalam pengujian. Mereka menguji metode ini dengan berbagai cara dan membandingkannya dengan pengamatan atom secara langsung.
Hasilnya? Metode ini berhasil!
Masa Depan Komputer Kuantum yang Lebih Andal
Penemuan ini memberi para ilmuwan alat baru untuk mendeteksi hilangnya atom tanpa merusak informasi kuantum. Ini menjadi langkah besar dalam menghadapi salah satu tantangan terbesar dalam pengembangan komputer kuantum.
Menurut Buchemmavari, penelitian ini bisa menjadi panduan bagi tim lain yang ingin meningkatkan keandalan sistem kuantum mereka.
Sementara itu, Chow, yang kini bekerja di HRL Laboratories, merasa bangga karena penemuannya bisa mengatasi masalah kehilangan atom.
Kesimpulannya? Dalam dunia sains, penemuan besar sering terjadi tanpa disengaja. Yang penting adalah selalu waspada, terus bereksplorasi, dan siap menemukan hal-hal yang tidak terduga.
“Jika Anda berhati-hati dan terus membuka mata, Anda bisa menemukan sesuatu yang sangat berguna,” kata Chow.
